齒輪的熱處理變形與機(jī)械加工相關(guān)，機(jī)械加工會產(chǎn)生加工應(yīng)力，受切削工藝不當(dāng)、刀具用鈍等因素的影響，會造成更復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，這種應(yīng)力在熱處理過程中得以釋放，由于齒輪在高溫下的強(qiáng)度較低，釋放的應(yīng)力會導(dǎo)致齒輪的塑形變形。

此外，齒輪不同的切齒方式會在表層形成不同的應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致其變形傾向也不盡相同，因此必須采用合理的加工工藝，降低加工應(yīng)力。當(dāng)通過一些手段措施將齒輪的變形波動控制。

淬火常見的冷卻方式有三種，分別是：（1）連續(xù)冷卻；（2）恒溫冷卻及（3）階段冷卻。為求淬火過程降低淬裂的發(fā)生，臨界區(qū)域溫度以上，可使用高于臨界冷卻速率的急速冷卻為宜；進(jìn)入危險區(qū)域時，使用緩慢冷卻是極為重要的關(guān)鍵技術(shù)。因此，此類冷卻方式施行時，使用階段冷卻或恒溫冷卻（麻回火）是適宜的。

回火處理常見的冷卻方式包括急冷和徐冷兩種冷卻方法，其中合金鋼一般使用急冷；工具鋼則以徐冷方式為宜。工具鋼自回火溫度急冷時，因殘留沃斯田體的緣故而易產(chǎn)生裂痕，稱之為回火裂痕；相同的，合金鋼若采用徐冷的冷卻方式，易導(dǎo)致回火脆性。

回火之所以具有這些作用，是因?yàn)闇囟壬邥r，原子活動能力增強(qiáng)，鋼鐵中的鐵、碳和其他合金元素的原子可以較快地進(jìn)行擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)原子的重新排列組合，從而使不穩(wěn)定的不平衡組織逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的平衡組織。內(nèi)應(yīng)力的消除還與溫度升高時金屬強(qiáng)度降低有關(guān)。一般鋼鐵回火時，硬度和強(qiáng)度下降，塑性提高。回火溫度越高，這些力學(xué)性能的變化越大。有些合金元素含量較高的合金鋼，在某一溫度范圍回火時，會析出一些顆粒細(xì)小的金屬化合物，使強(qiáng)度和硬度上升。這種現(xiàn)象稱為二次硬化。