鍛造生產(chǎn)中，除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外，還必須滿足鍛件在使用過程中所提出的性能要求，其中主要包括：強度指標、塑性指標、沖擊韌度、疲勞強度、斷裂初度和抗應力腐蝕性能等，對高溫工作的零件，還有髙溫瞬時拉伸性能、持久性能、抗蝤變性能和熱疲勞性能等。

       鍛造用的原材料是鑄錠、軋材、擠材和鍛坯。而軋材、擠材和鍛坯分別是鑄錠經(jīng)軋制、擠壓及鍛造加工后形成的半成品。鍛造生產(chǎn)中，采用合理的工藝和工藝參數(shù)，可以通過下列幾方面來改善原材料的組織和性能：打碎柱狀晶，改善宏觀偏析，把鑄態(tài)組織變?yōu)殄憫B(tài)組織，并在合適的溫度和應力條件下，焊合內(nèi)部孔隙，提高材料的致密度；鑄錠經(jīng)過鍛造形成纖維組織，迸一步通過軋制、擠壓、模鍛使鍛件得到合理的纖維方向分布；控制晶粒的大小和均勻度；改善第二相的分布；使組織得到形變強化或形變一一相變強化等。

       由于上述組織的改善，使鍛件的塑性、沖擊韌度、疲勞強度及持久性能等也隨之得到了提高，然后通過零件的最后熱處踵就能得到零件所要求的硬度、強度和塑性等良好的綜合性能。

       但是如果原材料的質(zhì)量不良或所采用的鍛造工藝不合理，則可能產(chǎn)生鍛件缺陷，包括表面缺陷、內(nèi)部缺陷或性能不合格等。

       坯料在加過程中會產(chǎn)生內(nèi)應力，同樣，鍛件在冷卻過程中也會引起內(nèi)應力。由于鍛件冷卻后期溫度較低而呈彈性狀態(tài)，因此冷卻內(nèi)應力的危險性比加熱內(nèi)應力更大。內(nèi)應力有溫度，組織應力和鍛造變形不均勻引起的殘余應力。

       鍛件在冷卻過程中的內(nèi)應力有以下幾點：溫度應力：鍛件在冷卻初期，表層冷卻塊，體積收縮較大，心部冷卻慢，體積收縮較小。由于表層的收縮受到心部的阻礙，結果在表層產(chǎn)生拉應力，心部為壓應力。到了冷卻后期，鍛件表面溫度已近室溫，基本上不再收縮，這時表層反而阻礙心部繼續(xù)收縮，導致溫度應力符號發(fā)生改變。

       若鍛件材料為抗力大，塑性低的硬鋼，在冷卻初期表層產(chǎn)生的拉應力不能得到松弛，就是在冷卻后期，盡管心部體積收縮對表層產(chǎn)生附加壓應力，也只能使表層初期產(chǎn)生的拉應力有所降低，而不會使溫度應力符號發(fā)生改變，表層仍為拉應力，心部仍為壓應力。

       組織應力：鍛件在冷卻過程中若有相變發(fā)生，由于相變前后組織的比容不同，而且轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍內(nèi)完成，故在相與相之間產(chǎn)生組織應力。當鍛件表里不一致時，這種組織應力更為明顯。

       冷卻時產(chǎn)生的組織應力也和加熱時產(chǎn)生的組織應力一樣是三向應力，且其中切向應力最大，這是引起表面縱向裂紋的主要原因。

       殘余應力：鍛件在鍛壓成形過程中，由于變形不均所引起的附加應力，如未能及時再結晶軟化將其消除，鍛后便成為殘余應力保留下來。殘余應力在鍛件內(nèi)部的分布，根據(jù)變形不均的情況而不同，可能是表層為拉應力而心部為壓應力，或者與此相反。

       綜上所述，鍛件在冷卻過程中，存在上述三種內(nèi)應力，總的內(nèi)應力為三者疊加。當疊加的應力值超過材料的強度極限時，便會在鍛件相應部位引起裂紋，冷卻裂紋常常是在溫度較低時和塑性較差的材料中發(fā)生。如果疊加的內(nèi)應力沒有造成破壞，冷卻終了便會以殘余應力形式保留下來，給后續(xù)熱處理增加不利因素。

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