熱處理的目的是通過加熱、冷卻的方法，改變金屬或合金的組織結構，使其具備工程技術上所需要的性能。在大型鍛件產品熱處理的淬火和正火時，首先是將鍛件加熱到適當溫度，使之完成奧氏體鍛件的轉變。大型鍛件加熱時，不像中小件那樣簡單，要根據大型鍛件的特點，采用不同的加熱方式，其核心問題是在加熱過程中要盡量降低溫差熱應力，確保已存在的缺陷不再擴大，同時也要考慮到不能在高溫階段停留時間過長，以防奧氏體晶粒長大。所以在制訂大型鍛件的加熱工藝時要綜合考慮，不能顧此失彼。

入爐，對于一般碳鋼和低合金鋼中小型鍛件并無特殊要求，對于一些高合金鋼大型鍛件要求入爐溫度小于450℃，并保持一定時間。

低溫升溫時的加熱速度。低溫階段的升溫速度可視情況采用全功率升溫和速度升兩種方式，因為低溫階段鍛件心部還處于彈性狀態，過高的溫差易造成過大的熱應力而導致鍛件的開裂可能。

中間保持，在大型鍛件熱處理工藝中，廣泛采用中間保持的階梯加熱的工藝。中間保持后的升溫速度。經中間保持以后，鍛件表面和心部的溫差基本消失，這時鍛件心部的溫度較高，已處于塑性狀態，所以這時繼續升溫可采用較高的升溫速度，即使這時會產生第二個溫差，對鍛件也不會產生更大的危害。

均溫，均溫的概念是由大型鍛件加熱的特點所決定的，一般大型鍛件的加熱爐都比較大，爐溫的均勻性較差，而操作人員主要是通過熱電偶的溫度表來觀察爐內溫度的。保溫，均溫完成后即進入保溫階段，保溫的作用是使工件心部溫度也達到加熱溫度，并完成奧氏體轉變。

自由鍛造是利用沖擊力式壓力，使加熱的金屬坯料在上、下砧塊之間產生塑性變形，以獲得所需鍛件的加工方法。由于金屬坯料在砧塊平面之間能夠自由流動，故稱為自由鍛造。自由鍛造分手工自由鍛造和機器自由鍛造兩種。手工自由鍛造只能生產小型鍛件，效率低。

機器自由鍛造能生產各種大小的鍛件，效率較高，是目前工廠普遍采用的自由鍛造方法。自由鍛使用通用工具和設備，可鍛造各種質量的鍛件，小到不足1kg，大到幾百噸。由于自由鍛是局部變形，變形抗力小，特別適用于生產大型鍛件。

但自由鍛鍛件尺寸精度低，形狀簡單，生產效率低，故只適用于單件小批量生產。自由鍛造工序可分為基本工序、輔助工序及精整工序。基本工序是使金屬于產生一定程度的塑性變形，以達到所需形狀和尺寸的工藝過程，如鐓粗、拔長、沖孔、彎曲和扭轉等。

輔助工序是在基本工序前進行的預先變形工序，如壓鉗口、切肩等。精整工序是用以減少鍛件表面缺陷而進行的工序。