鍛件鍛后冷卻方式選取不合理，很有可能致使自由鍛件裂痕、形變，甚至于出現異常組織結構等缺陷。金屬材料加熱到高溫并經不均勻的塑性形變后冷卻下來，往往會引發組織結構和性能指標的轉化，自由鍛件這類轉化主要有以下幾個方面。
（1）自由鍛件造成內應力自由鍛件的冷卻和加熱還會造成內應力。冷卻溫度應力這是因為自由鍛件冷卻時內外溫度差引發的。隨著自由鍛件的再次冷卻，這類應力工作狀態會令自由鍛件材質的不同而為之轉化；針對形變抗力小、易形變的材質，到冷卻中后期，表面層溫度很低，容積回縮停止，而芯部的容積回縮卻受表面層的制約，結果使芯部變成拉應力，而表面層變成壓應力；針對形變抗力大、難形變的材質，因為冷卻前期表面層造成的拉應力得不到松弛，到冷卻中后期應力工作狀態沒有轉化。
（2）比如金屬實心軸類鍛件材料在冷卻全過程中有馬氏體轉化時，表面層先產生馬氏體轉化，因為馬氏體的比容大于奧氏體的比容，這時候引發的組織結構應力，表面層為壓應力，芯部為拉應力。
所述多種應力累加的結果便形成自由鍛件內部結構的內應力。要是內應力高于材質的抗拉強度，就會致使自由鍛件造成裂痕；要是內應力沒有造成裂痕，則在自由鍛件冷卻后也會保留下來變成自由鍛件的殘余應力。
（3）自由鍛件冷卻形變自由鍛件冷卻時，若相對性的兩面冷卻速率不一樣（如一邊受冷風吹，或接觸濕冷的路面），會令溫度差和組織結構轉化依次的不同而致使自由鍛件產生翹曲形變。
（4）自由鍛件造成異常組織結構用鋼錠鍛制的自由鍛件，冷卻不合理會在自由鍛件內部結構造成白點。
二、自由鍛件的冷卻方式
（1）在室內空氣中冷卻自由鍛件鍛后散件或成堆立即放到工廠地面上冷卻，但不可以放到濕冷路面上或金屬片上，也不需要放到有穿堂風的地方，防止冷卻不均或局部急冷引發裂痕。
（2）在爐內冷卻自由鍛件鍛后立即放人爐內冷卻，鋼件人爐溫度不能小于600--650X，爐溫與人爐自由鍛件溫度相當。因為可根據爐溫調整來控制自由鍛件的冷卻速率，因而，主要用于高合金鋼鍛件、特殊性合金鋼自由鍛件及大中型自由鍛件的鍛后冷卻。但特別注意不可以放到濕冷的地上，也不可以放到有過堂風的地方，防止自由鍛件局部冷卻過快引發形變等缺陷。
