一、加熱計算

無限長圓柱體鍛件均勻加熱時，若加熱前鍛件無溫差，則加熱過程截面上各點的溫度t是r的函數(shù)，一般認(rèn)為長度三倍于直徑的鍛件，可看作是無限長的圓柱體。

二、冷卻計算

鍛件冷卻時，重要的問題是要預(yù)先能知道不同直徑的鍛件在不同的淬火介質(zhì)中的冷卻情況，其中包括：

（1）鍛件中心冷卻到某一溫度時需要的冷卻時間；

（2）適用于不同淬火溫度的不同直徑鍛件中心的冷卻曲線；

（3）鍛件中心的冷卻速度；

（4）鍛件任一部位的冷卻時間與鍛件直徑的關(guān)系。
 

現(xiàn)在根據(jù)計算方法做一介紹：

1、鍛件中心冷卻到某一溫度時需要的冷卻時間。由于鍛件根據(jù)心部的溫度來確定終冷時間，因此，要求有較為可靠的冷卻時間與鍛件直徑的關(guān)系曲線。又由于同一直徑鍛件冷到某一溫度的冷卻時間還與淬火溫度有關(guān)，所以要不同淬火溫度時的一系列冷卻曲線。

2、適用于不同淬火溫度的不同直徑鍛件中心得冷卻曲線。根據(jù)現(xiàn)有的實測數(shù)據(jù)和傳熱學(xué)理論導(dǎo)出的適用于不同淬火溫度的不超過2m，直徑的鍛件在水、油及空氣中冷卻時中心的冷卻曲線。

3、鍛件中心的冷卻速度。通常用700℃時的冷卻速度來確定鋼的淬透性，這就要求求出冷速與直徑的關(guān)系曲線。

三、鍛件終冷時間的計算

生產(chǎn)中往往用每毫米冷卻多少時間來計算冷卻時間，特別是對于冷卻能力較強的淬火介質(zhì)會出現(xiàn)小件心部溫度過低，大件終冷不足的弊病。

第四、鍛件任一部位的冷卻時間與鍛件直徑的關(guān)系

鍛件通常距表面1/3R處取樣進行力學(xué)性能檢驗，有的特別重要的部件還要套取心部和表面試樣，因此必須了解鍛件不同部位的冷卻情況與鍛件直徑的關(guān)系。

鍛件加工的正火處理常用的有下面6種。

完備退火--消除鍛造進程傍邊構(gòu)成的渺小不均勻結(jié)構(gòu)和魏氏結(jié)構(gòu)，使晶粒細(xì)化，并消除鍛件加工的殘余應(yīng)力和降低硬度。

球化退火---得到球狀滲碳體和鐵素體結(jié)構(gòu)，它不但硬度變低，而且在切削加工時易于得到光亮的加工的加工面，在隨后淬火時也不容易產(chǎn)生變形裂紋。<高碳鋼、高碳合金工模具鋼>

等溫退火---不但能延伸退火時間，并能得到均勻的結(jié)構(gòu)，降低硬度。在重要的大型鍛件加工中，還可以用來疏散氫氣，防止白點產(chǎn)生。

鋁合金和銅合金的鍛后熱處理同樣平凡采用退火工藝。目的是消除加工硬化、應(yīng)力、提高塑性。

正火---可得到較細(xì)的珠光體，能提高鍛件加工機器性能適于機器加工。<低碳鋼(包括不銹鋼，耐熱鋼)、中碳鋼及低碳合金鋼>

正火并高溫回火---消除正火冷卻時產(chǎn)生的應(yīng)力，提高塑性和韌性。

調(diào)質(zhì)---鍛件加工具有良好的綜合機器性能。
 

在熱處理過程中，產(chǎn)生的瞬時應(yīng)力若達(dá)到在該溫度下材料的屈服點時，鍛件就要產(chǎn)生塑性變形，使應(yīng)力松弛。若瞬時應(yīng)力大于材料的破斷強度時，就有可能使鍛件產(chǎn)生裂紋，直至斷裂。即使瞬時應(yīng)力小于材料的強度極限，由于大鍛件內(nèi)部總是存在一些冶金缺陷，在這些缺陷處造成很大的應(yīng)力集中，至使原來存在的缺陷進一步擴張，甚至造成鍛件的斷裂。所以控制瞬時應(yīng)力的大小是大鍛件熱處理工藝制訂的一個重要問題，

熱處理殘余應(yīng)力對工件的影響具有兩重性，有好的影響，也有壞的影響，若殘余應(yīng)力與零件的工作應(yīng)力符號相同，可降低零件強度，若相反，則會提高零件強度。對于一些重要的大鍛件，允許存在的參與應(yīng)力應(yīng)小于材料屈服點的10%。