在小型高頻淬火機上，通過細化晶粒和改變馬氏體形貌，使組織奧氏體晶粒細化，使馬氏體變細，晶界增大。變形熱處理還能引起馬氏體亞結構的發坐變化，如位錯密度增大等。在變形溫度高於鐵原子能自擴散溫度的情況下，伴隨變形過程的還有回複和再結晶過程。形變溫度越高，越容易進行回複再結晶過程。尤其在高溫變形熱處理中，這一因素尤為明顯，如果不加以處理，就會發生聚合再結晶，不僅使強化因素消失，還可能產生缺陷。在此期間，應選擇適當的變形溫度和變形量，嚴格控製變形後的停留時間，盡量在變形後立即淬火。

這樣不但增加了強度，還增加了韌性。如含等碳化物形成元素的合金鋼，在低溫、小型高頻淬火機熱處理時，由於亞穩定奧氏體形成過程中直接析出細、彌散性的合金碳化物，在形變熱處理後，其屈服強度的增加率達到每單位，不含碳化物形成元素的合金屈服強度增加率為每單位形變量。

從而削弱了結構鋼的可逆、不可逆回火脆性。在熱處理過程中，奧氏體狀態的塑性變形會改變奧氏體的晶界結構，使可逆回火脆性和不可逆回火脆性明顯減弱。總而言之，形變使金屬產生大量的位錯缺陷，再通過熱處理方法將位錯牢固地釘住，最終使金屬內部的位錯難以移動，從而增加金屬的強度，這就是足形變熱處理的基本原理。