位錯增殖形變熱處理在奧氏體穩定區，發生急劇的塑性變形高形變率，奧氏體晶粒被碎化并拉長，產生的大量位錯不斷增殖堆積、纏結，形成胞壁，完成多邊化形成亞晶。此時晶界扭曲成鋸齒狀，不但基體獲得精細的組織結構，而且鋸齒狀晶界能阻礙滑移，并減緩晶界顯微裂紋擴展為宏觀裂紋的進程，于是顯著提高奧氏體晶界的強度，使破斷不致沿晶界迅速發生從而提高鋼的沖擊韌度，減弱回火脆性。位錯密度增加，強度就提高。如果隨即進行淬火，由于塑性變形使鋼的位錯密度顯著提高,在一定的時間（孕育期）內，形變件的大量穩定亞結構（亞晶〉使鋼的高溫靜態回復剛完成，靜態再結晶剛幵始發生,形變后的奧氏體缺陷就被相（馬氏體）所繼承，大大提高沖擊韌度。

碳化物析出碳在奧氏體中處于熱力學穩定狀態，溶解度較大，碳化物不易沉淀析出，但在壓應力作用下超過臨界形變量、形變率，碳溶解度顯著下降，會導致形變淬火碳化物的析出（脫溶\多邊化完成時的亞結構隨即進行晶格切變，大量形變產生的位錯遺傳在新相中，使新相（淬火馬氏體〉與普通淬火馬氏體中的位錯馬氏體（板條馬氏體〉的量差很大，即形變淬火馬氏體的平均板條束直徑遠小于普通淬火馬氏體平均板條束直徑。同時，隨著碳化物的部分析出，形變淬火馬氏體中的含碳量降低，共格切變后，板條馬氏體與片狀馬氏體的比率遠大于普通淬火板條馬氏體與片狀馬氏體的比率。位錯密度高也是在相同溫度回火時，前者較后者硬度高的原因之一。形變淬火件由于缺陷(位錯)密度高于一般淬火件，一方面容易發生自回火現象，另一方面從奧氏體中析出的￡碳化物在隨后的回火過程中轉變為0碳化物。高溫回火時，細顆粒狀均勻分布的碳化物析出，彌散分布在亞晶界上，釘扎位錯運動，形成位錯結，最終轉化成亞晶界或胞狀結構。也就是說，均勻分布的0碳化物對亞晶界起了釘扎作用，提高了抗回火穩定性。而普通淬火件在高溫回火時，呈薄片狀不均勻分布的0碳化物大都沿板條界析出，此時由于沒有繼續變形過程，位錯沒有增殖，密度很低，亞晶粒比較粗大(普通淬火與形變淬火件回火時的再結晶開始溫度不同，前者低于后者)，板條內的亞結構不發達，回火易于發生再結晶，故抗回火穩定性低。這也是普通淬火和形變淬火后達到相同硬度要求但回火溫度不同，后者較前者高(高約40～60c(=)的原因之一。即普通熱處理件組織發生再結晶后，其位錯密度低，故其強度、硬度均低于形變熱處理件的強度、硬度。因形變熱處理件回火后位錯大量殘存，能有效阻礙裂紋擴展，提高了裂紋擴展功與斷裂韌度，導致h值顯著提高。

組織形態的影響理想的組織結構是多邊化所造成的穩定亞結構，以增強形變淬火的強韌化效果。形變淬火后獲得了薄殼狀殘留奧氏體所包圍的位錯馬氏體(板條束馬氏體)，而薄殼狀殘留奧氏體可提高工件的塑韌性，并大大減小嵌鑲塊尺寸。

對形變淬火件，高溫回火后碳化物沿板條馬氏體彌散析出；形變結束后，形變誘發析出的第二相￡合金碳化物和氮化物彌散分布在奧氏體晶界及亞晶界上，前期釘扎位錯的運動，導致后期位錯聚集、最后形成亞晶界或胞狀結構。所以在相同的回火溫度下，經形變調質處理的差速器殼鍛件其力學性能高于普通調質處理件。