熱處理的主要作用是消除鍛造應力，降低火車輪鍛件表面硬度，提高機加工性能；調整和改善在鍛造過程中形成的過熱與粗大組織，降低火車輪鍛件內部化學成分與金相組織的不均勻性，細化晶粒，提高產品綜合性能。

       金屬(shu)熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝(yi)(yi)大體可(ke)(ke)分(fen)為整體熱(re)(re)處理(li)、表面熱(re)(re)處理(li)和(he)化(hua)學熱(re)(re)處理(li)三(san)大類(lei)。根據加熱(re)(re)介(jie)質、加熱(re)(re)溫度和(he)冷卻方法的(de)(de)不(bu)同(tong)，每一(yi)大類(lei)又可(ke)(ke)區分(fen)為若干(gan)不(bu)同(tong)的(de)(de)熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝(yi)(yi)。同(tong)一(yi)種金屬(shu)采用不(bu)同(tong)的(de)(de)熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝(yi)(yi)，可(ke)(ke)獲得不(bu)同(tong)的(de)(de)組織(zhi)，從而(er)具有不(bu)同(tong)的(de)(de)性能。

       鋼(gang)鐵是(shi)工(gong)業上應(ying)用最(zui)廣的(de)金屬(shu)，而且鋼(gang)鐵顯微組織也(ye)最(zui)為(wei)復(fu)雜，因此鋼(gang)鐵熱(re)處(chu)理工(gong)藝(yi)(yi)種類繁多。整體(ti)熱(re)處(chu)理是(shi)對工(gong)件整體(ti)加熱(re)，然后(hou)以適當的(de)速度(du)冷卻，獲得需要的(de)金相組織，以改(gai)變其(qi)整體(ti)力(li)學性能的(de)金屬(shu)熱(re)處(chu)理工(gong)藝(yi)(yi)。鋼(gang)鐵整體(ti)熱(re)處(chu)理大致(zhi)有(you)退火(huo)、正火(huo)、淬(cui)火(huo)和回火(huo)四種基本工(gong)藝(yi)(yi)。

       大型火車輪鍛件的熱處理工藝一般分為預備熱處理和性能熱處理。預備熱處理一般在鍛后熱處理中完成，主要目的是調整和細化晶粒，一般采用多次正火的方法，且正火溫度逐漸降低。性能熱處理一般采用調質工藝，在盡可能高的溫度下進行材料的奧氏體化，采用髙冷卻速度進行淬火處理，最后利用回火降低內部應力，得到產品最終組織。

       上述工藝流程屬于熱加工范圍，即在材料再結晶溫度以上進行的加工過程，因此可以控制和改變產品的晶粒結構。而對于大型火車輪鍛件而言，由于其質量和厚度都很大，受其傳熱特性的限制，冷卻速度很難取得很大，因此，很難完全通過澆鑄和熱處理來控制其內部晶粒結構。采用反復奧氏體化的方法，則會延長產品生產周期，耗費大量能源。而鍛造過程兼顧產品成形和晶粒細化，可以通過不同的鍛造工藝保證產品成形，并利用熱變形過程中各種軟化機 制來細化火車輪鍛件內部的細觀晶粒組織，是控制產品組織性能非常重要的手段。