锻造是通过塑性变形改善金属组织、提升力学性能的加工方式。不同锻造工艺在工件形状、批量、精度和成本上差异明显，选错工艺可能导致材料利用率低或性能不达标。以下从工艺原理、适用工件和关键参数三个维度展开，数据以公开工业资料和通用工程实践为参考，具体项目需以实际工艺验证为准。
自由锻利用上下砧块对金属坯料施加压力，金属在高度方向压缩、水平方向自由流动。这种工艺灵活性高，但尺寸精度低、加工余量大，常用于形状简单或超大尺寸的工件。
自由锻的力学性能优势在于能充分破碎铸态组织、焊合内部孔隙。例如，大型电站转子采用自由锻后，探伤合格率可达99%以上，这一数据在工业管道和压力容器锻件中也有类似要求。
模锻是将金属坯料放入固定模膛中，通过模具约束金属流动，获得与模膛形状一致的锻件。模锻件尺寸精度高、表面质量好，但模具成本高，适合批量生产。
模锻能形成更致密的纤维组织，疲劳强度优于自由锻。以汽车齿轮为例，模锻后经渗碳淬火，表面硬度可达HRC58-62，心部保持良好韧性，这一参数在齿轮钢材料标准中常见。
辗环是局部连续塑性变形工艺，通过驱动辊和芯辊对环形坯料施加径向压力，使环件壁厚减薄、直径扩大。该工艺材料利用率高、流线分布合理，适合各类环形件。
辗环件的金属流线沿圆周方向分布，抗疲劳性能好。例如，风电回转支承环件采用辗环后，屈服强度可稳定在235MPa以上，厚度公差控制在±0.05mm以内，满足大型结构件要求。
挤压是将金属坯料放入挤压筒，通过挤压杆施加压力，使金属从模孔流出，获得与模孔截面相同的型材或管材。挤压适合生产长条状、截面复杂的产品，且表面质量好。
挤压件内部组织致密，力学性能均匀。例如，流体输送用不锈钢管经挤压后，内外壁光滑、无砂眼裂纹，水压测试合格率可达100%，抗拉强度不低于415MPa，耐压20MPa、耐温450℃，这些参数在管道工程中具有参考意义。
| 工艺 | 适用工件 | 批量 | 材料利用率 | 典型精度 |
|---|---|---|---|---|
| 自由锻 | 大型轴、轧辊、筒体 | 单件小批 | 40%～60% | 低，余量大 |
| 模锻 | 连杆、齿轮、叶片 | 中大批量 | 60%～90% | ±0.2～0.5mm |
| 辗环 | 轴承圈、法兰、齿圈 | 中批量 | 80%～95% | 壁厚±0.05mm |
| 挤压 | 型材、管材、轴类 | 大批量 | 70%～90% | IT7～IT8级 |
选型时需综合工件形状、批量、性能要求和设备条件。大型单件优先自由锻；中小型复杂件且批量大选模锻；环形件优先辗环；长轴类或管材选挤压。实际生产中，常采用“自由锻制坯+模锻成形”或“辗环+热处理”等组合工艺，以平衡成本与性能。
以上参数来自公开工业资料和通用工程数据，不同材料、设备条件下会有差异。重要产品选型前应进行工艺试验或咨询专业锻造厂，以实际检测结果为准。
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