金属锻后冷却是指锻件锻后从终锻温度冷却到室温的过程。锻后冷却的重要性并不亚于锻前。 热和锻造成形过程，有时坯料采用正常加热规范和适当的锻造，虽然可以保证获得高质量锻件，但如果冷却方法选择不当，有可能将锻件粗大的锻造组织遗传给其后的热处理组织或影响以后的热外组织，也可能由于产生缺陷而报废，所以锻件冷却也是温、热锻造生产过程中的重要环节。
一般钢料的小型锻件锻完后可放在地上自然冷却，但对于合金钢锻件以及大型锻件这样 会产生一系列缺陷，如裂纹、白点、石状断口和网状碳化物等缺陷，影响生产周期，甚至可能使包件报废，
锻件冷却时常见缺陷
1.假件粗大的假造组织遗传
锻件终鳗后若冷却不当会产生非平衡组织，而钢中的非平衡组织（马氏体、贝氏体和魏氏约织等）具有遗传性。例如渗碳钢 20CrMnTi 锻件终锻后空冷不当时，得到由铁素体、珠光体、魏压 组织及贝氏体等组成的混合组织，这类锻件渗碳热处理后出现粗大奥氏体晶粒，出现组织遗传 但如果酸后在冷却箱内控制冷却，得到铁素体和珠光体的混合组织，经渗碳后，组织明显细化 所以终锻后采用控制冷却，获得接近平衡的组织，是防止组织遗传性的有效方法。
2.泵纹
坯料加热时由于残余应力、温度应力、组织应力之和超过材料的强度极限便可形成裂纹。同样，锻件在冷却过程中也会引起温度应力、组织应力以及残余应力而有可能形成裂纹。如果裂纹 深度在加工范围内，可以使用砂轮或风铲清除，但如果裂纹超过锻件余量的范围，则将报废。
（1)温度应力：冷却初期，锻件表面温度明显降低，体积收缩较大；而心部温度较高，收缩较小，表层收缩趋势受心部阻碍，结果在表层受到拉应力，心部则受到与其方向相反的压应力。对于塑性较好变形抗力较小的软钢，这时由于心部温度仍然很高，变形抗力小，且塑性较好，还可以产生微量塑性变形，使温度应力得以松弛，缓和这种温度应力。到了冷却后期，锻件表面温度已 接近室温，基本上不再收缩，这时表层反而阻碍心部继续收缩，导致了温度应力的反向，即心部由 压应力转为拉应力，而表层由拉应力转为压应力。
（2)组织应力：锻件在冷却过程中如有相变发生，由于相变前后组织的比容不同，而且相转 变是在一定温度范围内完成，因此锻件表层和心部相变不同时进行而产生组织应力。
例如钢，奥氏体的比容为（0.12~0.125)cm'/g,马氏体的比容为（0.127~0.131)cm/g,如
锻件在冷却过程中有马氏体转变，则随着冷却过程中温度不断下降，当锻件表层冷却到马氏体转 变温度时，表层首先进行马氏体转变，而心部仍处于奥氏体状态。因此锻件表面的体积膨胀受到心部的制约，这时所引起的组织应力为：表层是压应力，心部为拉应力。然而这时心部温度较高，塑性较好，通过局部塑性变形可以缓和上述组织应力。随着锻件冷却过程的进行，心部也发生马 氏体转变，其体积膨胀，而表层体积却不再发生变化。此时心部的膨胀又受到表层的阻碍，这时 产生的组织应力，心部为压应力，表层为拉应力。随着心部马氏体含量的逐渐增加，应力不断增 大，直到马氏体转变结束为止。、冷却时的组织应力和加热时一样也是三向应力状态，且切向应力最大，这就是有时引起表层
纵裂的原因之一。
（3)残余应力：加热后的坯料在锻造过程中，由于变形不均匀和加工硬化所引起的内应力，如未能及时通过再结晶软化将其消除，便会在锻后成为残余应力保持下来。残余应力在锻件内 的分布根据变形不均的情况而有所不同，其中的拉应力可能出现在锻件表层，也可能在心部。
总之，锻件在冷却过程中总的内应力为上述3种应力的叠加。当总的内应力超过材料某处
的强度极限时，便会在锻件的相应部位产生裂纹。如不足以形成裂纹，也会以残余应力形式保留下来，给后续热处理增加不利因素，
条的料分本本在冷却前期、锻件内部温度尚高而表面温度较低时，有可能由于温度应力引起锻件的开裂，但大多数情况下冷却裂纹是由组织应力引起。如高速钢，Cr12MoV钢和马氏体不锈钢的冷却裂 纹多数属于此种情况。因为由于马氏体转变而引起的组织应力是在较低温度下产生的，这时材 料的塑性已较低。高速钢锻件在室温仍进行由残余奥氏体向马氏体的转变，使锻件表面拉应力 不断增加并产生裂纹，故生产上规定高速钢锻件锻后24h内必须进行退火。（一般情况下，锻件尺寸越大，导热系数越小，冷却越快，温度应力和组织应力越大，越易产生 裂纹。
3.网状碳化物
过共析钢和轴承钢，如果终锻温度较高，特别是在Am~An区间缓冷时，将由奥氏体中大量析出二次渗碳体，这时碳原子由于具有较大的活动能力和足够的时间扩散到晶界，于是便沿着原奥氏体晶界形成网状碳化物。当网状碳化物较严重时，用一般的热处理方法不易消除，于是使材料的冲击韧性降低，热处理淬火时常引起龟裂。甲、分雾中异金真条并特激部士退并音火另外，奥氏体不锈钢（如 1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等）在800℃~550℃温度范围内缓冷时，有大量含铬的碳化物沿晶界析出，形成网状碳化物。在这类钢中由于碳化物的析出使晶界出现贫铬现象，使抗晶界间抗腐蚀的能力降低。
4.石状断口
石状断口主要是由于坯料过热引起的一种缺陷，但是它与冷却也有一定的关系。过热的合
金结构钢锻件采用较快或很慢的冷却速度都可能不产生石状断口，而某一中等的冷却速度常常 是最危险的。石状断口形成的原因是：坯料过热时，晶界上原有的大块状的第二相物质（例如MnS、AIN、TiN等）大量固溶入基体，奥氏体晶粒急剧长大。冷却时，固溶入基体的第二相物质 以精细的颗粒状（或薄片）沿粗大的奥氏体晶界析出。在受力时，沿晶界析出的第二相颗粒（或薄 片）常常成为微观裂纹的起源，引起晶界弱化。这样的锻件在韧性状态下打断口时常常呈现石状断口，使材料的冲击韧性急剧下降。第二相沿奥氏体晶界析出的密度越大，晶界弱化越严重，越 易出现石状断口。冷却速度很大时，由于锻件温度低，原子扩散速度慢，第二相可能来不及沿晶 界析出；冷却速度很缓慢时，则析出的第二相聚集成较大的颗粒，密度降低，对晶界的弱化作用也 减小。因此，相对的中等冷却速度最易出现石状断口。
5.白点
白点是钢锻件在冷却过程中产生的内部缺陷。白点实际上是一种内部微裂纹，白点在钢的
纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点（合金钢白点的色泽光亮，碳素钢白点较暗），在横向断口上呈细小的裂纹。白点的尺寸由几毫米到几十毫米。从显微组织上观察，在白点附近区域没有发现塑性变形的痕迹，因此，白点是纯脆性的。
锻件存在白点对其性能极为不利，不仅导致力学性能急剧下降，热处理淬火时会使零件开
裂，零件在交变和重复载荷作用下，还会突然发生断裂。原因是白点处为应力集中点，在交变和 重复载荷下，常常成为裂纹源而导致零件疲劳断裂。国外电站设备曾发生因转子和叶轮中有白 点造成的严重事故。因此，白点是锻件的一种危险性较大的缺陷。
白点多发生在珠光体类和马氏体类合金钢中，碳素钢程度较轻，奥氏体和铁素体钢极少发现 白点，菜式体合金钢也很少发现白点。
关于白点形成原因，一般认为是由于钢中的氢和组织应力共同作用的结果。冷却速度较快
时，它们的作用越明显，而锻件的尺寸越大，白点也易形成，因此锻造白点敏感钢的大锻件时应特别注意冷却速度。
