進行表面淬火時，零件表面中心部呈現不同的組織，這時變形情況將十分復雜，例如將軸進行高頻加熱或火焰加熱，將表面層淬火硬化，馬氏體硬化部分應當發生與其含碳量相應的膨脹，而內部非硬化部分對其變形起了抑制作用，因而表面層受壓應力，心部受張應力，并殘留下來，這在前章里已有敘述。

表面淬火由于淬硬層薄，一般說來變形不大。但對于某些零件，由于加熱速度極快，冷卻也較快，產生的內應力較大，也會產生彎曲，撓曲，橢圓等變形，尤其將淬透層相對地加深，或溫度過高則更易變形，有時還造成淬火裂紋。

表面加熱淬火會引起中孔的收縮。例如將內螺紋量規，中孔樣圈等中孔零件的內孔表面進行高頻淬火時，一般發現內孔收縮，外徑100mm，內徑40mm，高40mm的花鍵內孔量規（材料CrMn鋼）高頻淬火后，中孔可有0.04~0.08mm的收縮(淬硬層深度5～8mm)。如果將中孔零件的外表面加熱淬火，當零件較薄或淬火加熱較深時，中孔也收縮。產生這種中孔收縮的原因，主要是由于硬化部分與非硬化部分的質量體積不同而產生的壓縮應力，使內表層硬化膨脹時向孔的中心方向膨脹，因而收縮了孔徑，后者則是由于外表層急冷收縮的熱應力使內孔塑性壓縮所致。

滲碳零件在正火及淬火時也有變形。零件滲碳后正火造成收縮變形，如將零件滲碳( 940℃，4～6h)后空冷，發現圓筒狀零件內外徑均縮小。有方孔的其邊長收縮，有圓孔的孔徑收縮。

實踐證明：合金滲碳鋼比碳素鋼收縮得多些，反復滲碳并正火會一次比一次多，造成這種尺寸收縮的原因可能是由于熱應力引起的收縮及滲碳層與心部組織不同、質量體積不同而引起的壓應力造成的收縮的結果。

滲碳后淬火當然會引起變形。滲碳零件一般為低碳鋼或低碳合金鋼，一般淬不透。淬透和淬不透兩者變形是不同的，而且是復雜的，要具體情況具體分析。