鍛件鍛后冷卻方式選取不合理，很有可能致使自由鍛件裂痕、形變，甚至于出現(xiàn)異常組織結(jié)構(gòu)等缺陷。金屬材料加熱到高溫并經(jīng)不均勻的塑性形變后冷卻下來，往往會(huì)引發(fā)組織結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)的轉(zhuǎn)化，自由鍛件這類轉(zhuǎn)化主要有以下幾個(gè)方面。

（1）自由鍛件造成內(nèi)應(yīng)力自由鍛件的冷卻和加熱還會(huì)造成內(nèi)應(yīng)力。大型鍛件冷卻溫度應(yīng)力這是因?yàn)樽杂慑懠鋮s時(shí)內(nèi)外溫度差引發(fā)的。隨著自由鍛件的再次冷卻，這類應(yīng)力工作狀態(tài)會(huì)令自由鍛件材質(zhì)的不同而為之轉(zhuǎn)化；針對(duì)形變抗力小、易形變的材質(zhì)，到冷卻中后期，表面層溫度很低，容積回縮停止，而芯部的容積回縮卻受表面層的制約，結(jié)果使芯部變成拉應(yīng)力，而表面層變成壓應(yīng)力；針對(duì)形變抗力大、難形變的材質(zhì)，因?yàn)槔鋮s前期表面層造成的拉應(yīng)力得不到松弛，到冷卻中后期應(yīng)力工作狀態(tài)沒有轉(zhuǎn)化。

（2）比如金屬實(shí)心軸類鍛件材料在冷卻全過程中有馬氏體轉(zhuǎn)化時(shí)，表面層先產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)化，因?yàn)轳R氏體的比容大于奧氏體的比容，這時(shí)候引發(fā)的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)力，表面層為壓應(yīng)力，芯部為拉應(yīng)力。

所述多種應(yīng)力累加的結(jié)果便形成自由鍛件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力。要是內(nèi)應(yīng)力高于材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)致使自由鍛件造成裂痕；要是內(nèi)應(yīng)力沒有造成裂痕，則在自由鍛件冷卻后也會(huì)保留下來變成自由鍛件的殘余應(yīng)力。

（3）自由鍛件冷卻形變自由鍛件冷卻時(shí)，若相對(duì)性的兩面冷卻速率不一樣（如一邊受冷風(fēng)吹，或接觸濕冷的路面），會(huì)令溫度差和組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化依次的不同而致使自由鍛件產(chǎn)生翹曲形變。

（4）自由鍛件造成異常組織結(jié)構(gòu)用鋼錠鍛制的自由鍛件，冷卻不合理會(huì)在自由鍛件內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成白點(diǎn)。

二、自由鍛件的冷卻方式

（1）在室內(nèi)空氣中冷卻自由鍛件鍛后散件或成堆立即放到工廠地面上冷卻，但不可以放到濕冷路面上或金屬片上，也不需要放到有穿堂風(fēng)的地方，防止冷卻不均或局部急冷引發(fā)裂痕。

（2）在爐內(nèi)冷卻自由鍛件鍛后立即放人爐內(nèi)冷卻，鋼件人爐溫度不能小于600--650X，爐溫與人爐自由鍛件溫度相當(dāng)。因?yàn)榭筛鶕?jù)爐溫調(diào)整來控制自由鍛件的冷卻速率，因而，主要用于高合金鋼鍛件、特殊性合金鋼自由鍛件及大中型自由鍛件的鍛后冷卻。但特別注意不可以放到濕冷的地上，也不可以放到有過堂風(fēng)的地方，防止自由鍛件局部冷卻過快引發(fā)形變等缺陷。