锻件在经过退火、正火、淬火、回火及表面改性等热处理后，可能会产生热处理变形。

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

当此应力在热处理过程中某一时刻超过钢的屈服点时，就会引起锻件的扭曲。

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
锻件在加热和冷却时，伴随有热膨胀和冷收缩的现象。当锻件表面与心部受热或冷却的速度不同，产生温差时，其体积的膨胀或收缩也不同于表面与心部。由于温差引起的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，表面温度上升速度比心部快，表面温度高而发生膨胀，心部温度低而不膨胀，此时表面产生压应力，心部产生拉应力。
透热后，心部温度升高，锻件发生膨胀，此时锻件表现为体积膨胀。
工件冷却时，表面冷却速度快于心部，表面产生收缩，心部温度较高，阻止收缩，表面产生拉应力，心部产生压应力，当冷却到一定温度时，表面已经激冷不再收缩，而心部由于继续冷却而发生收缩，表面产生压应力，而心部产生拉应力，这种应力在冷却结束时仍然存在于锻件内部，称为残余应力。

2.相变应力

在热处理过程中，由于不同组织结构锻件的质量和体积不同，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度差，导致表面与心部组织转变不及时，造成内外质量、体积变化不一致，从而产生内应力。
这种由于组织转变的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、马氏体的顺序增大。
例如，锻件淬火后快速冷却时，表面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，阻止了表面层的膨胀。结果，锻件心部受到拉应力，而表面层受到压应力。
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，因而受到表面的阻碍，因此心部受到压应力，而表面受到拉应力。
锻件冷却后，该应力仍会残留在锻件内部，成为残余应力。

因此，在淬火冷却过程中，热应力与相变应力是相反的，且残留在锻件中的两种应力也是相反的。
热应力与相变应力的综合应力称为淬火内应力。
当锻件中残余内应力超过钢的屈服点时，工件就会产生塑性变形，导致锻件扭曲。

（来自：168锻件网）