自由鍛造通過一系列工藝過程能夠顯著提高金屬的強(qiáng)度和硬度。以下是幾個關(guān)鍵方面：
         1.改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：在自由鍛造過程中，金屬受到強(qiáng)烈的塑性變形。這種變形不僅改變了金屬的形狀，更重要的是改變了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。金屬內(nèi)部的晶粒在鍛造力的作用下發(fā)生滑移、破碎和重新排列，形成更加均勻和細(xì)小的晶粒組織。細(xì)小的晶粒組織能夠有效阻礙位錯的移動，從而提高材料的強(qiáng)度。
         2.消除內(nèi)部缺陷：自由鍛造能夠消除金屬在冶煉或鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷，如氣孔、疏松等。這些缺陷往往是金屬強(qiáng)度和硬度的薄弱環(huán)節(jié)。通過鍛造過程中的壓縮和變形，這些缺陷被壓實(shí)或消除，從而提高金屬的整體性能。
         3.形成致密組織：鍛造過程中，金屬受到三向壓應(yīng)力作用，使其內(nèi)部組織變得更加致密。這種致密的組織結(jié)構(gòu)能夠有效抵抗外部載荷，提高金屬的強(qiáng)度和硬度。
         4.細(xì)化晶界：鍛造過程中的塑性變形還能細(xì)化晶界，使晶界變得更加清晰和連續(xù)。晶界是金屬中強(qiáng)度和硬度較高的區(qū)域。細(xì)化晶界有助于提高金屬的整體強(qiáng)度和硬度。
         5.產(chǎn)生加工硬化：在鍛造過程中，金屬表面和內(nèi)部都會發(fā)生加工硬化現(xiàn)象。加工硬化是指金屬在塑性變形過程中，由于晶粒的破碎和位錯的增加，導(dǎo)致金屬的硬度和強(qiáng)度提高的現(xiàn)象。