锻件热处理：从锻后到成品的关键工序
锻件在锻造过程中经历了剧烈的塑性变形和温度变化，内部组织不均匀、晶粒粗细不一，同时存在较大的内应力。热处理的根本目的就是消除这些缺陷，调整锻件的组织结构和力学性能，使其达到设计使用要求。锻件的热处理通常分为两个阶段：锻后热处理（也称第一热处理或预备热处理）和最终热处理（也称第二热处理或性能热处理）。
一、锻后退火工艺
退火是将锻件加热到适当温度（通常略高于Ac₃线30~50℃），保温后缓慢冷却（随炉冷却或埋入石灰冷却）的热处理工艺。退火的目的：降低锻件硬度便于后续机加工；消除内应力；细化晶粒；改善组织均匀性。完全退火适用于亚共析钢锻件，加热温度Ac₃+30~50℃，保温时间按每毫米厚度1~2分钟计算，炉冷至500℃以下出炉空冷。
球化退火专门用于过共析钢（碳素工具钢、轴承钢等），加热到略高于Ac₁（770~790℃），保温后以极慢速度冷却或等温转变，使渗碳体呈球状均匀分布在铁素体基体上。球化退火后的锻件硬度低（HB160~210）、切削加工性好、淬火变形开裂风险小。
二、正火工艺及其应用
正火是将锻件加热到Ac₃+30~50℃（比退火略高），保温后在静止空气中冷却的热处理工艺。冷却速度比退火快，因此正火得到的组织（细珠光体+铁素体）比退火组织（粗珠光体+铁素体）更细，硬度和强度略高。正火的生产周期短、成本低，广泛应用于结构钢锻件的预备热处理。
正火的细化晶粒效果优于退火。对于亚共析钢锻件，正火可消除锻造产生的粗大魏氏组织、网状铁素体和不均匀组织。对于低碳钢锻件，如果硬度已经足够低（不需要退火降低硬度），可直接用正火作为最终热处理。大型锻件正火后常辅以回火处理（550~650℃），进一步消除应力和调整硬度。
三、淬火与回火工艺
淬火是将锻件加热到奥氏体化温度（Ac₃+30~50℃），保温后快速冷却（水、油、聚合物介质等），获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的是获得高硬度和高强度，但淬火态组织脆性大、内应力极高，必须立即回火使用。淬火介质的选择取决于锻件材料、截面尺寸和淬透性要求：水冷（碳钢件，冷却速度最快但变形开裂风险大）；油冷（合金钢件，变形小）；聚合物水溶液（介于水和油之间，可调范围大）。
回火是将淬火后的锻件加热到Ac₁以下一定温度，保温后冷却。按回火温度分为低温回火（150~250℃，得到回火马氏体，硬度HRC58~62，用于工具模具）、中温回火（350~500℃，得到回火屈氏体，硬度HRC35~45，用于弹性件）和高温回火（500~650℃，得到回火索氏体，硬度HRC25~35，结构钢用）。淬火+高温回火合称为调质处理，是轴类、连杆等受力结构件的标准热处理工艺。
四、大型锻件的特殊热处理
大型锻件（截面厚度>300mm）的热处理面临特殊挑战：截面温差大导致组织不均匀、应力大、冷却速度难以控制。大型锻件锻后必须立即进行扩氢退火（也称去氢处理），将锻件在650~680℃长时间保温（数十小时），使氢气充分扩散逸出，防止产生白点（氢致裂纹）。
大型锻件的性能热处理通常采用淬火（或水雾淬冷）加高温回火，但冷却过程需严格控制内外温差以防止热应力开裂。对于转子、主轴等核电或火电关键锻件，还需进行回火脆性评定和断口形貌转变温度（FATT）测试。纵向和横向力学性能的差异也是质量检测的重点。