锻件经过退火、正火、淬火、回火和表面变质热处理后，可能会产生热处理变形。

变形的根本原因是锻件在热处理时的内应力，即锻件热处理后由于内外温度差和组织转变差异而残留的内应力。

当这种应力在热处理过程中的某一时刻超过钢材的屈服点时，就会引起锻件的变形。

热处理过程中产生的内应力包括热应力和相变应力。

1.热应力
锻件加热和冷却时，伴随着热胀冷缩现象。当锻件表面和心部以不同的速度加热或冷却，产生温差时，其体积的膨胀或收缩也与表面和心部不同。由于温差而导致体积变化不同而产生的内应力称为热应力。
在热处理过程中，锻件的热应力主要表现为：锻件加热时，表面温度上升快于心部，表面温度高而膨胀，心部温度低且不膨胀，此时表面压应力和芯部拉应力。
透热后，核心温度升高，锻件膨胀。此时，锻件出现体积膨胀。
工件冷却时，表面冷却速度比心部快，表面收缩，心部温度高，防止收缩，表面产生拉应力，心部产生压应力，当冷却到一定温度时，表面已冷硬，不再收缩，而心部冷却时由于继续收缩而发生，表面为压应力，而心部为拉应力，该应力在冷却结束时仍存在于锻件内部并称为残余应力。

2.相变应力

在热处理过程中，由于不同组织的质量和体积不同，锻件的质量和体积必然发生变化。
由于锻件表面与心部存在温差，导致表面与心部组织转变不及时，因此当内外质量、体积变化不同时，就会产生内应力。
这种因组织转变差异而产生的内应力称为相变应力。

钢中基本组织的质量体积按奥氏体、珠光体、索氏体、屈氏体、次贝氏体、回火马氏体和马氏体的顺序增加。
例如，当锻件淬火并快速冷却时，表层由奥氏体转变为马氏体，体积膨胀，但心部仍处于奥氏体状态，阻止了表层的膨胀。其结果是，锻件的心部受到拉应力，而表层则受到压应力。
当继续冷却时，表面温度下降，不再膨胀，但心部体积继续膨胀，转变为马氏体，因此受到表面阻止，因此心部受到压应力，表面承受拉应力。
结冷却后，该应力将保留在锻件内部并成为残余应力。

因此，在淬火冷却过程中，热应力和相变应力是相反的，锻件中残留的两种应力也是相反的。
热应力和相变应力的合成应力称为淬火内应力。
当锻件中的残余内应力超过钢材的屈服点时，工件就会产生塑性变形，导致锻件变形。

（来自：168锻件网）