金屬的機(jī)械性能決定于它的組織狀態(tài)。內(nèi)部缺陷較多的大型鋼錠通過(guò)鍛造獲得致密的鍛造組織，這是鍛造車輪經(jīng)過(guò)熱處理達(dá)到良好的綜合使用性能的基礎(chǔ)。

        鍛造工藝將鑄態(tài)組織變成鍛造組織的主要過(guò)程如下：

        1.破碎粗大的一次樹枝狀晶粒而使之細(xì)化；

        2.使氣孔、縮孔和疏松鍛合而使組織致密化；

        3.使偏析、夾雜物等不均勻組織分散而均勻化。

        這幾點(diǎn)也就是鍛造工藝的所謂機(jī)械冶金的主要作用。

        這種組織的變化主要是通過(guò)高溫下的拔長(zhǎng)和鐓粗操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是拔長(zhǎng)和鐓粗改善鍛造車輪組織和提高機(jī)械性能的同時(shí)，還使鍛造車輪產(chǎn)生各向異性。各向異性是鍛造變形過(guò)程中形成鍛造纖維的結(jié)果，是衡量鍛造車輪質(zhì)量的一個(gè)極為重要的指標(biāo)。很多鍛造車輪出現(xiàn)降格使用，往往是橫向性能不合格所致。一般說(shuō)來(lái)，要求縱向機(jī)械性能較高的鍛造車輪，采用拔長(zhǎng)工序；要求橫向機(jī)械性能較高的鍛造車輪，則采用鐓粗工序?？v向和橫向性能同時(shí)要求較高的鍛造車輪，則采用拔長(zhǎng)和鐓粗的組合工序?？梢杂貌煌陌伍L(zhǎng)鍛比和鐓粗比來(lái)調(diào)整鍛造車輪的機(jī)械性能。例如：發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子鍛件，縱向和橫向性能都要求較高，所以不能采取過(guò)大的拔長(zhǎng)銀比，或者如國(guó)內(nèi)外多數(shù)工廠那樣采用拔長(zhǎng)和鐓粗的組合工藝，以達(dá)到最大的鍛透程度，又防止橫向性能降低太大。

        經(jīng)過(guò)一系列研究說(shuō)明,化學(xué)成分對(duì)鍛造車輪的各向異性影響不大，碳鋼、錳鋼、鎳鉻鉬鋼在相同鍛造條件下，出現(xiàn)各向異性的程度基本相同。當(dāng)鍛比相同時(shí)，鋼錠的大小對(duì)各向異性沒(méi)有明顯的影響。

        曾經(jīng)對(duì)不同拔長(zhǎng)鍛比和中間鐓粗對(duì)鍛造車輪機(jī)械性能的影響作過(guò)不少試驗(yàn)。同時(shí)，也證實(shí)鍛比相同時(shí)，鋼錠重量對(duì)異向性的影響不大。但是鋼錠越大，由于組織不均勻性越大，內(nèi)部顯微缺陷越多，所以為了保證達(dá)到最大的鍛透程度，即達(dá)到最好的縱向和橫向性能所需的鍛比越大，即對(duì)5噸錠來(lái)說(shuō)，鍛比2.5即可，而30噸則要求鍛比大于3了。

        實(shí)際上，鍛造車輪鍛造時(shí)內(nèi)部組織的變化是比較復(fù)雜的。因?yàn)闊o(wú)論是拔長(zhǎng)還是鐓粗，鍛造車輪截面各處的變形程度不是均勻的。同時(shí)，盡管加熱保溫時(shí)間較長(zhǎng)，鍛造車輪各部位的溫度仍然很難均勻一致。溫度不同，鋼的可塑性也就不同，因此鍛造時(shí)各部位的變形程度也隨之各異。這種變形程度的不均勻，使各部位的組織致密程度和缺陷鍛合程度也不均勻。所以鍛造工藝對(duì)機(jī)械性能的影響是比較復(fù)雜的。必須根據(jù)鍛造車輪的具體情況和具體的鍛造工藝進(jìn)行分析，而前面所提到的一些原則和一般規(guī)律可以作為分析的參考。