锻造比对金属组织的影响
钢锭锻造达到一定的锻造比值时，铸态组织的树枝状晶粒便被击碎，并沿主变形方向变形伸长。同时，聚集在晶界的碳化物、非金属夹杂物和其它过剩相的形态也发生改变。其中碳化物、脆性硅酸盐及氧化物等塑性较差，压力加工后不变形或略有变形，易破碎，常沿锻坯延伸方向呈不规则的点状或细小块状聚集，呈带状或链状分布；塑性硅酸盐和硫化物有较好的塑性，随晶粒一同变形，沿主变形方向被拉长，呈条带状或纺锤状。多数晶界过剩相的这种分布，在晶粒再结晶后也不会改变，使金属组织具有一定方向性，通常称为“纤维组织”，其宏观痕迹即“流线”。当钢锭只进行拔长变形时，锻造比达到2-3时便会出现纤维组织；如果首先进行镦粗然后进行拔长，锻造比要达到4-5时才能形成纤维组织，并且锻造比越大，纤维方向则越明显。锻合钢锭内部孔隙缺陷的基本条件是：孔隙表面未被氧化，孔隙中不存在非金属夹杂(渣)，高温锻造变形时孔隙部位处于三向压应力状态，且要求达到足够的锻造比。锻造比对金属组织的影响，可通过测量金属的密度、低倍检验和超声波探测以评价锻造压实效果；可通过高倍金相检验以评价晶粒粗细、晶间过剩相的破碎和分布。采用40Cr钢锭经拔长变形，分别按照不同锻造比值要求达到不同规格截面尺寸的试件，分别测量各个试件心部试料的密度。试验结果表明：当锻造比值为2时，试料密度已接近最大值。当锻造比值大于2.5后，试料的密度基本不再增大。大量锻坯和轴类锻件横向低倍试片的检验结果表明：拔长锻造比达到2.0以上时，在锻坯截面尺寸和锻压设备、锻造工艺合理配合时，一般疏松、中心疏松均可达到0.5-1.0级以下，成为致密的“锻态”组织。树枝状晶的完全破碎特别是大截面合金钢锻件则需更大甚至达到5.0以上锻造比，此时仍有大量的枝晶存在。
锻造比对晶粒度的影响
如果锻造比值合理，钢锭经过高温锻造，破碎了粗大的初生树枝状晶体；由于钢的高温锻造是在再结晶温度以上进行的，在此期间，发生动态回复和动态再结晶，产生新的较细小的晶粒。锻件的晶粒大小和均匀性取决于变形温度、变形程度和变形的均匀性。在一定锻造温度下，存在着一个临界变形程度范围。锻造时若实际发生的锻造比值所表示的变形程度处于该临界变形程度范围内，则锻件再结晶后的晶粒比较粗大。因此，只要变形均匀，终锻温度合适，特别是锻坯在最后一火时实际达到的锻造比值合理，使其变形程度不在临界变形程度范围内，锻件便能获得均匀细小的晶粒组织。如果把粗晶细化问题留给热处理工序解决，不但耗费工时，增加成本，而且对于某些从高温冷却至室温时不发生相变的钢种，如奥氏体型、铁素体型不锈钢和耐热钢锻件，因不能通过热处理方法细化和均匀晶粒而无法实现，所以只能依靠合理的锻造变形工艺来达到细化和均匀晶粒的目的。在850-1200℃的锻造温度范围内，钢变形程度必须大于20%，才能使锻件再结晶后获得较细小的晶粒。钢在高温变形时，变形速度慢的其临界变形程度范围要大于变形速度快的钢。
锻造比对力学性能的影响
金属的力学性能决定于它的组织状态。钢锭经过适当锻造比值的锻造变形可获得致密的锻造组织，晶粒细化，纵向和横向力学性能均有显著提高。生产实践检验结果表明：钢锭经拔长变形，锻造比为2-3时，强度指标已接近最大值，纵向(流线方向)的塑陛指标、韧生指标达到最大值；锻造比继续增大时，强度指标变化不大，且方向性不明显，塑性指标、韧性指标方向性明显，横向(切向、径向)的塑性指标、韧性指标开始下降。冶金纯净度较差的钢异向性系数下降较剧烈。此外，适当增大锻造比，也是提高锻件疲劳极限重要途径之一。承受重复或交变载荷的零件，如果突然发生疲劳损坏，后果极为严重。发生疲劳破坏的疲劳源多在零件的应力集中处及零件内部缺陷处。钢锭通过锻造，提高了钢料的致密陛和均匀性，宏观及微观缺陷得到改善和消除，减少了应力集中，从而使锻件的抗疲劳生能提高。随着锻造比增大，锻件疲劳极限得到提高，当锻造比达到一定数值后，疲劳极限保持同一水平，不再提高。
