在鍛造過程中，由于鍛件變形是處于高溫狀態(tài)下，所以金屬的軟化過程是在變形過程中進行的，同其它變形后退火時的軟化不完全相同。即變形時，會同時出現(xiàn)加工硬化和再結(jié)晶軟化這兩個相互矛盾的現(xiàn)象。但是，影響變形鍛件的硬化與軟化過程的主要因素是變形溫度。鍛件在鍛造加工中，根據(jù)塑性變形時溫度的不同， 所產(chǎn)生的硬化和軟化后果的差異，將鍛件塑性變形分為冷變形、溫變形和熱變形。
1、鍛件冷變形
鍛件冷變形是指金屬在回復溫度以下的變形，變形過程無回復和再結(jié)晶現(xiàn)象。變形后金屬形成了加工硬化結(jié)構(gòu)。在鍛造生產(chǎn)中，如冷鍛、板料沖壓、冷擠壓等都厲于冷變形。
鍛件冷變形的特點：尺寸精度高，表面質(zhì)量好，勞動條件好，生產(chǎn)率高。但金屬的塑性差，變形抗力大，并積聚有殘余應(yīng)力，一般需要經(jīng)過退火處理。
2、鍛件溫變形
鍛件溫變形是指金屬在回復溫度以上再結(jié)晶溫度以下變形時，既產(chǎn)生回復又產(chǎn)生加工硬化的變形。一些鍛件的成形，若用冷變形有困難，用熱變形表面氧化嚴重而達不到要求精度，則可采用溫變形。采用溫變形可使鍛件在變形時存在回復，從而降低變形抗力、增加塑性，而又不產(chǎn)生嚴重的氧化，鍛件所要求的 精度也得以保證，同時降低能耗、提高生產(chǎn)效率，是一種先進的工藝方法。如溫熱擠壓、溫鍛等。
溫鍛可使鍛件的表面質(zhì)量較好，同時還保留著加工硬化痕跡， 使金屬制品的力學性能得到一定的強化。如50Mn18Cr4W(N)奧氏體護環(huán)鋼在550℃左右的半熱鍛、1Cr18Ni9Ti不銹鋼在200℃左右的溫熱擠壓等。
3、鍛件熱變形
鍛件熱變形是指變形溫度在再結(jié)晶溫度以上的變形，且變形速度也不大，使再結(jié)晶的軟化能完全克服加工硬化的影響。變形后鍛件具有再結(jié)晶等軸細晶粒組織。如熱鍛、熱軋、熱擠壓等。
①熱變形的硬化與軟化
應(yīng)該指出，在成分復雜的高合金鋼鍛件的熱變形過程中，由于再結(jié)晶速度緩慢，當變形程度較大、變形速度較快時，仍可產(chǎn)生加工硬化，甚至產(chǎn)生變形裂紋。而碳素鋼和低合金鋼熱變形時再結(jié)晶過程順利，且速度較快，所以軟化效果占優(yōu)勢，使得鍛件變形后不存在加工硬化的痕跡。
②熱變形對鍛件組織和性能的影響
鍛件通過熱變形可以改善鑄態(tài)組織的粗大晶粒，再經(jīng)過再結(jié)晶的過程，成為新的等軸細晶粒組織。同時，使疏松、空隙、微裂等缺陷在壓應(yīng)力狀態(tài)下得到 壓實或焊合。所以，通過正確的熱變形是可以改善鍛件的內(nèi)部組織，并提高其力學性能。
③纖維組織的形成
鍛件在熱變形過程中，鋼錠中的粗大枝晶和各種夾雜物都要沿變形方向伸長，晶粒間的雜質(zhì)也隨同鍛件一起變形，形成所謂纖維組織。由于纖維組織反映了鍛件的流動趨勢，故又稱為“流線”。纖維組織的出現(xiàn)使鋼的力學性能呈各向異性，即在沿著纖維伸展方向具有較髙的抗拉強度，而在垂直于纖維伸展方向抗剪強度較大。另外，纖維組織的明顯程度主要取決于鍛件的變形程度。一般當鍛造比不大于3時，變形過程可使鍛件的組織性能得到全面改善，而不呈現(xiàn)明顯的纖維組織和各向異性。 當鍛造比超過3時，隨著鍛造比的增加，坯料的纖維組織顯著發(fā)展，橫向性能逐漸下降，這時若加入一次或幾次鐓粗工序，以打散鍛件中的纖維組織，減弱各向異性，才能獲得質(zhì)量優(yōu)良的鍛件。
應(yīng)該注意，鍛造熱變形所形成的纖維組織與冷變形時晶粒被拉長形成的纖維組織有看本質(zhì)的區(qū)別。后者是加工硬化，可通過再結(jié)晶退火來消除；前者只有當雜質(zhì)含量不高時，才能用長時間高溫均勻化退火的方法，使雜質(zhì)擴散均勻而得到消除。在一般情況下，熱變形纖維組織是十分穩(wěn)定的，只可用適當變形的方法 (如反復鐓粗一拔長）來改變其分布的方向和形狀。
4、鍛件熱變形的特點
熱變形時鍛件毛坯的塑性高、變形抗力小，可用于加工尺寸大、形狀復雜的鍛件，并能有效地改善金屬組織的力學性能。但表面質(zhì)量較差，且形成氧化皮，勞動條件較差，生產(chǎn)效率也較低，還需要增添相應(yīng)的加熱設(shè)備等。但目前熱鍛產(chǎn)品在全每年約1400萬T產(chǎn)量中仍占主要的比重。
