工件的热处理畸变，按其产生时期来分，有淬火时产生的畸变（即淬火畸变）和热处理后放置时间内产生的畸变（即时效畸变）。按产生畸变的形式可分为：形状畸变（几何形状的翘曲、扭曲、弯曲）和体积畸变（体积的胀缩）。然而，实际上这两种形式的畸变很少单独存在，由于钢材成分、工件加工形状差异和工艺操作等因素影响，上述两种形式经常同时发生。

1.形状畸变

热处理时工件形状的变化是由于内应力和外应力综合作用形成的，在加热和冷却过程中工件的各部分温度有差异，热胀冷缩不均和组织转变不同时，内部就产生了内应力。形状复杂、截面尺寸相差大、尺寸大的工件产生的内应力更大。当内应力超过了材料的屈服强度，就要发生塑性畸变，由此引起工件形状变化。工件的自重引起下垂并产生应力，导致形状的翘曲、弯曲及扭曲等非正常畸变。例如，长齿轮轴的弯曲；大直径盘形齿轮及薄壁齿圈、齿套等的翘曲或圆度畸变等。这类畸变是比较明显的，容易通过目测来判断。

工件产生形状畸变的形成条件是，当工件本身受到某种应力（外加机械应力、热应力或组织应力等）作用，其应力值超过了工件材料在该状态下的屈服强度后产生翘曲、扭曲等形式的塑性畸变。

2.体积畸变

工件经热处理后其金相组织发生了改变，各种组织的比体积差异引起工件呈比例的胀缩，体积变化不会影响该工件原来的形状。例如，齿轮轴的轴向伸长、缩短等。这类畸变量一般较小，目测很难判断。

工件的体积畸变与各相组织转变时成分和合应力有关，而与热处理应力作用的大小无关。体积变化的大小与下列因素和条件有关：①淬火前后组织比体积差越大，体积的畸变越大；②提高淬火温度，奥氏体中合金元素的含量提高，使马氏体的比体积增大，残留奥氏体增加；③全部淬透后的工件体积畸变最大。

3.微畸变

微畸变是由于热处理后的不稳定组织（如淬火后的马氏体和残留奥氏体）和不稳定的应力状态（无论压应力或拉应力），在常温或零下温度较长时间的放置或使用过程中，逐渐发生转变并趋于稳定，由此而伴随有畸变的出现。例如，渗碳或感应淬火后的齿轮齿形、表面形状的变化（如公法线长度和齿厚变化），其是造成齿轮工作时产生噪声的原因之一。