為獲得良好組織性能的鍛件，除了需要保證良好的原材料質(zhì)量外，還需要有合理的鍛造工藝過(guò)程和熱處理工藝。
鍛造工藝過(guò)程一般有以下工序組成，即下料、加熱、成形、鍛后冷卻、酸洗（腐蝕）及鍛后熱處理。成形工序包括自由鍛、模鍛、切邊和校正；自由鍛包括鐓粗、拔長(cháng)、沖孔、彎曲及扭轉等；模鍛包括拔長(cháng)、滾擠、預鍛、終鍛和頂鐓等。
從上述工序來(lái)看，鍛造工藝過(guò)程對鍛件組織和性能的影響，最終可以歸結為熱力學(xué)因素的影響。
所謂熱力學(xué)因素就是指變形溫度、變形速度、冷卻速度和應力狀態(tài)等等。
選擇合理的熱力學(xué)因素，可以通過(guò)下列幾方面來(lái)改善原材料的組織：
1．打碎柱狀晶，改善宏觀(guān)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，焊合內部孔隙，提高材料的致密度；
2．鑄錠經(jīng)過(guò)鍛造，形成纖維組織，進(jìn)一步通過(guò)軋制、擠壓、模鍛、使鍛件得到合理的纖維方向分布；
3．控制晶粒的大小和均勻度；
4．改善異相（如：萊氏體鋼中的合金碳化物）的分布；
5．使組織得到形變強化或形變—相變強化等。
由于上述組織的改善，使鍛件的塑性、沖擊韌性、疲軟強度及持久性能等也隨之得到了改善，然后再通過(guò)零件的最后熱處理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和組織。
以下具體討論熱力學(xué)因素對鍛件組織性能的影響。
1.變形溫度的影響
鍛造加熱不僅是為了保證鍛造成形時(shí)有良好的塑性和低的變形抗力，而且對鍛后的組織和性能也有很大影響。對鋼而言，由于鍛造時(shí)的加熱溫度一般皆比零件的最終熱處理溫度高，因此高溫下的晶粒大小及隨后的組織轉變對鍛件的質(zhì)量會(huì )帶來(lái)一定的影響。而不合適的加熱溫度總是給鍛件造成種種缺陷。
若加熱溫度過(guò)高和加熱時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )引起脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒（尤其是高合金鋼及含Si鋼最易脫碳），如：合金結構鋼產(chǎn)生過(guò)熱斷口，馬氏體不銹鋼出現δ鐵素體，奧氏體不銹鋼出現鐵素體，9Cr18軸承鋼碳化物沿孿晶線(xiàn)析出，耐熱合金出現晶粒粗大，鈦合金出現β組織粗化等。而滲碳鋼的鍛造過(guò)熱，則使滲碳后出現粗大馬氏體和網(wǎng)狀碳化物。上述各種組織缺陷使鍛件的機械性能特別是韌性和疲勞性能下降。
鍛造加熱溫度對α+β鈦合金組織和性能的影響特別明顯。鍛造溫度對α+β鈦合金β晶粒大小和室溫機械性能的影響，若加熱溫度過(guò)低，不僅易引起變形不均，使耐熱合金及鋁合金淬火加熱后易出現粗晶或晶粒粗細不均現象，使亞共析鋼形成帶狀組織，而且在鍛造時(shí)還會(huì )引起各種形式的裂紋。
2.變形程度和變形方式的影響
鋼錠的鍛比是影響鍛坯機械性能的主要因素。鍛比對鋼錠中的孔隙度、非金屬夾雜物和韌性的影響，韌性開(kāi)始有一定增加，然后逐漸減少，其原因是由于形成了纖維組織的結果。有纖維組織的鋼材繼續變形時(shí)，由于纖維分布發(fā)生了改變，縱、橫向的性能也隨之而改變。沿鋼材原來(lái)纖維方向的橫向和縱向壓縮時(shí)性能指標發(fā)生變化的情況。熱擠壓的鋁合金棒材的韌性具有很明顯的方向性，縱向韌性最大而橫向韌性最小。如果模鍛時(shí)產(chǎn)生橫向或側向流動(dòng)，則橫向韌性能得到改善。
采用合適的鍛造工藝，可以使金屬纖維沿零件的最大受力方向分布。流線(xiàn)均勻而連續地沿鍛件的外形分布，能使鍛件的機械性能特別是疲勞性能和抗應力腐蝕性能得到提高。
最終成形工序的變形程度是影響鍛件晶粒度的重要因素，這對于無(wú)同素異構轉變的材料更是如此。當最終工序的變形量處于臨界變形區時(shí)，鍛件的晶粒特別粗大，其機械性能下降。一般來(lái)說(shuō)，變形程度大于臨界變形，可以獲得細小晶粒。但是，變形程度過(guò)大所引起的織構現象，將使鋁合金鍛件產(chǎn)生粗大晶粒；某些高溫合金鍛件因變形程度過(guò)大，使晶界碳化物破碎，也可能出現粗大晶粒。
采用反復鐓拔的變形方式（單向鐓拔，十字鐓拔、雙十字鐓拔）和足夠大的變形程度可以達到如下目的：
①細化和均布高速鋼、鉻12型鋼、3Cr2W8V鋼中的碳化物，提高其使用性能；
②消除鋁合金、鈦合金中組織和性能的方向性，提高組織和性能的均勻性。
3.變形速度的影響
一般來(lái)說(shuō),提高變形速度將使可鍛性降低,即使金屬的塑性下降,變形抗力增加。
變形速度還將影響到鍛透性。在大變形程度下，變形速度越小，則鍛透性越好，越有利于晶粒細化和再結晶的進(jìn)行，因而也有利于工藝塑性的提高。
4.加熱速度的影響
對于斷面尺寸大及導熱性差的坯料，若加熱速度太快，保溫時(shí)間太短，往往使溫度分布不均勻，引起熱應力，并使坯料發(fā)生開(kāi)裂。如：高合金鋼、高合金工具鋼、高溫合金等鋼錠和鍛坯常常因加熱不當發(fā)生開(kāi)裂。坯料溫度不均，還會(huì )引起變形和組織不均，產(chǎn)生附加應力，造型內部開(kāi)裂等。
5.冷卻速度的影響
冷卻速度不當，往往使鍛件產(chǎn)生熱應力、組織應力及第二相的析出。馬氏體不銹鋼、萊氏體鋼（高速鋼和鉻12型鋼），若鍛后冷卻速度過(guò)快，往往由于馬氏體組織轉變引起組織應力，造成鍛件表面開(kāi)裂。但是，有些材料鍛后緩冷，將有第二相沿晶界析出，引起性能下降。如：軸承鋼鍛后緩冷將沿晶界析出碳化物等。
6.應力狀態(tài)的影響
應力狀態(tài)對可鍛性和金屬流動(dòng)有一定影響。三向壓應力狀態(tài)可以提高金屬的塑性，但使變形力增加。這是由于壓應力能阻止晶間聯(lián)系的破壞，有利于晶內滑移變形的發(fā)展。作用于滑移面上的平均壓應力，提高了材料塑性變形能力。
