用锻锤或水压机将合金钢锭锻压成钢坯的作业。工业上用的高合金钢，大都是先经过锻压开坯后才进行轧制的，因为锻压开坯不论在产品质量上和经济效益上都有很大的优越性，例如：

(1)锻压开坯的变形深透性好，在锻造过程中，可以根据变形情况进行轻打、重打或四面锻打，使变形深入锭料内部，充分破除初生晶及横列晶的脆壳。而采用轧制开坯时，由于轧入条件和辊身强度等因素的制约，每一道次的压下量不能根据变形需要调整，变形深透困难，容易产生不均匀变形并促使内应力加大，使钢坯破裂，废品率升高。

(2)高合金钢的变形抗力高，可锻性低，回复和再结晶的温度高、速度慢。锻造时采用各种型砧，可增强三向压应力状态。冲击力的热效应大。在两次锤击之间，可以完成回复和再结晶软化过程，减少加工硬化程度，有利于钢的塑性变形。而轧制时辊速快，实现这一点是困难的。

(3)高合金钢产品的特点是品种多，规格多，生产批量小。采用轧制开坯时，为了适应每一钢种的塑性变形特点，需要设计多套轧辊和孔型，并且要经常更换和调整，而制造这些轧辊的材质和加工费都很高，必然使钢材的成本升高。锻锤是一种万能性设备，对于品种规格的变换都不受影响，它更适合高合金钢的产品特点。

(4)钢锭经过锻压开坯后形成塑性加工后的变形组织，钢坯的可轧性大为提高，有利于进一步深加工成材。

合金钢的种类很多，不同钢种的可锻性相差很大。对于正火后具有不同显微组织的钢，锻压开坯有以下的特点：

(1)珠光体钢。合金元素总含量在7％以下，它的初生晶和横列晶比较弱，在小变形量的情况下也能使之消失。因此这类钢对锻压没有明显的要求。但须指出，如果钢料的纯度低。脱氧不良，非金属氧化物和碳化物等夹杂含量高时(它们经常集中在晶粒边界上)，钢的可锻性则大为降低，并易产生锻造裂纹。因此珠光体钢的可锻性，在很大程度上取决于除气和脱氧程度以及夹杂物含量等。

(2)马氏体钢。含有大量(10％～15％)的合金元素，含碳量0.7％以下，标准试样在空气中冷却时，可以完全淬火成马氏体组织。马氏体钢对于冷却裂纹十分敏感，在生产中遇到最多的问题是炸裂，如Cr12、Cr12MoV、CrW5、Cr5Mo、Cr10Si2Mo等钢，常发现钢锭炸裂，钢锭轴心线裂纹，有时锻坯及轧材也产生炸裂。其他缺陷如低倍组织偏析，冷却时内应力大，钢材塔形试样上有发纹，表面容易脱碳，淬火后硬度不均匀等。

避免炸裂的方法是铸锭后24h以内，在950℃以上及时进行退火。锻坯及轧材要缓冷。钢材入坑时在800℃以上(不得低于650℃)，砂温在100℃以上等。锻后最好采用余热退火，没有特殊要求的也应加强缓冷。要掌握好开锻和停锻温度。对这类钢的加热温度、速度和冷却制度要严格控制。

(3)奥氏体钢。含有大量的降低A₃(912℃)和升高A₄(1394℃)的合金元素(即扩大λ区的元素)。奥氏体无临界转变点，在熔化前始终处于奥氏体状态。18-8型的Cr-Ni钢属于奥氏体不锈钢。由于它的导热性较低，钢锭的穿晶现象严重，用热处理无法消除穿晶组织，只有在锤击力作用下施加大变形量才能达到破除的目的。压力加工对这类钢组织性能的改善有重要作用。锻造时在结晶脆弱的地方容易产生开裂，在低倍组织中容易出现边缘晶粒粗大和偏析，故应强化三向压应力状态，防止开裂。锻造时要求四面锻打、压下量均匀，以减少不均匀变形；锻造温度范围从1150～1200℃到825～950℃之间；钢锭加热速度要缓慢均匀，保温温度要准确，防止在高温下晶粒长大，产生过热和过烧现象。采用V型砧用滚圆法锻造时，开始轻锤快打，达到一定变形量后再重锤锻打。

(4)铁素体钢。含合金元素较高，含碳量低(<0.2％～0.4％)。这类钢含有大量升高A₃和降低A₄(即缩小λ区)的合金元素，无同素异晶转变点，在熔化前始终处于α铁状态。一般热处理不能改善钢的铸态组织和晶粒度。

冶炼和浇铸操作进行不当，脱氧不够完全时，高铬和高铝铁素体钢中柱状晶粗大，出现穿晶、晶界裂纹和同心圆裂纹，造成钢锭的热加工脆性。采用真空冶炼并加入硼、氮或稀土元素后钢的组织有所改善，并能提高热加工性能。高铬铁素体钢锭的加热制度在1100℃最适宜，而铬一铝钢锭最好在1140～1160℃，温度低会造成锻裂。铁素体钢的再结晶温度比奥氏体钢低。若加热制度不当，钢材晶粒粗大，塑性低，采用热处理方法也不能挽救。因此选择合适的加工温度尤为重要。在测定Cr25Ti的再结晶图中发现，晶粒度小于4级时，延伸率达不到标准要求。要获得细晶粒，必须控制停锻温度，不宜过高；但过低时又会造成硬化裂纹，要经过退火才能消除。因此对于铁素体钢，停锻温度最好在750～800℃之间。最后一火的临界变形量应大于7％。在锻制中采用由钢锭直接摔圆的工艺，也能消除晶粒的不均匀现象。

(5)碳化物钢。这类钢含碳量较高，并含有大量碳化物形成元素，在铸态组织中常出现莱氏体，初生晶和横列晶也很稳定，用热处理不能破除莱氏体的网状分布。为了破除初生晶及横列晶，必须破除网状莱氏体才能使碳化物沿金属基体均匀分布。要破除网状莱氏体，就要适当地加大锻造比。如钨铬莱氏体钢(Cr13Ni7Si2、Cr18Ni25Si2)的初生晶及横列晶在变形过程中破碎很慢；锻造比达到7～9以后，在断面上才看不到这种组织。锻造前进行高温扩散退火可以使初生晶莱氏体外壳部分地破坏，使锻造后钢的组织有所改善。但是由于碳含量高并与合金元素形成复杂的碳化物，增加了钢的脆性，使这类钢的锻造较为困难，高速钢和Cr12MoV钢等即其典型实例。目前钢锭开坯采用的锻造比y=F₀ /F如下：

钢种        碳结            碳工         合结        合工        不锈耐热         轴承        高合 

锻造比   3～4              3            4～5          4              4～5                 4            ≥8

从以上初生晶及横列晶破除的难易程度来看，可以把所有的高合金钢分为两类：

第一类，在钢的组织中铁素体和渗碳体的初生晶壳在热处理或压力加工中都容易破除，包括所有珠光体结构钢、过共析工具钢、珠光体耐热钢和耐酸钢等。

第二类，在钢的组织中含有顽强地反抗破除的碳化物及莱氏体晶壳。这类钢的初生晶用热处理不能破除，甚至在压力加工过程中也很稳固。所有的莱氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢、铁素体钢(不锈钢、耐热钢和耐酸钢)、高速钢及高合金工具钢都属于这一类。

近年来由于冶炼技术的不断提高，如真空冶炼、电渣重熔，钢中的杂质和气体降低，钢的纯度提高，可锻性改善，有些合金钢锭也能顺利实现轧制开坯。

高合金钢及合金的锻压开坯通常在快锻液压机和精锻机上进行。快锻液压机的特点是：(1)操作连续不间断；(2)快锻液压机与操作机联动，可提高机械化与自动化水平，缩短停歇时间，减少锻造火次，减轻体力劳动，提高生产率；(3)用计算机集中控制所有设备，监控范围从加热炉到整个锻造过程，锻件尺寸公差可控制在±1～2mm。

精锻机的基本工作原理是锻件由夹头夹持，边旋转边送进(或由送料辊送进)，送到几个对称布置的锤头之间，锤头对着坯料的轴线进行高频同步(或分组同步)对称锻打，实现压缩变形。

精锻(见旋转锻造)工艺的特点是：(1)三向压应力强，锻件是在多锤头径向压缩过程，在变形中锻件始终承受径向压力，沿圆周径向压缩和轴向延伸，无自由展宽，避免了锻件的轴心部裂纹；(2)道次压缩率高，锤击次数高，每一锤头的一次变形量很小而道次变形量大，高合金钢可达20％～40％，普碳钢和低合金钢可达80％；(3)变形热效应大，锤头的高速快锻和大压缩率产生较大的形变温升，使锻件能够实现多次往复锻造；(4)变形方式好，由大圆断面到小圆断面，从而防止角裂及其他表面缺陷；(5)操作控制严格(计算机控制)，产品精度高(尺寸公差为±1mm)。