重型鍛件的主要、根本的特點就是它的尺寸大和重量大。
(1)由于尺寸大和重量大,重型鍛件必須由重型鋼錠直接鍛成。眾所周知,重型鋼錠中的偏析、疏松、縮孔、非金屬夾雜物和各種組織不均勻性非常嚴重,氣體含量也比較高,而且這些缺陷很難再隨后的鍛造過程中去除,所以在重型鍛件中往往存在著顯著的化學成分不均勻性,多種多樣的組織缺陷和過高的有害氣體含量,從而使重型鍛件的熱處理過程往往十分復雜,費時和昂貴。因此必須小心翼翼地進行。
(2)其次,由于尺寸大和重量大,工件的熱容量必然很大,這就使得重型鍛件在執行熱處理工序時不可能得到比較大的加熱速度和冷卻速度。因此,對于性能質量要求較高,必須通過調質或淬火使鋼的內部組織發生重大改變的重型鍛件,必須采用過冷奧氏體非常穩定、淬透性很高的鋼種,如Ni-Cr-Mo等。但是,過冷奧氏體穩定性高的鋼易于發生組織遺傳,并進而造成合金鋼大鍛件中的晶粒粗大和大小不均。為了解決這個問題,往往需要采用特殊和比較復雜的熱處理過程。
(3)再者,尺寸大和重量大,不然使得重型工件在加熱和冷卻的過程中,產生巨大的表面與心部溫差和組織轉變的不同時性,并進而造成工件中的巨大內應力。在重型鍛件中,巨大的壓應力會對重型鍛件內部組織轉變產生阻礙作用,使其推遲或減少轉變數量;巨大的拉應力會導致工件中的裂紋,甚至整體斷裂。此外,在熱處理過程結束之后,巨大的內應力會轉化為永駐于重型鍛件內部的殘余應力,其數值有時可高達數十或百余MPa,并可與其他有害因素結合,造成重型鍛件在儲存或運送中發生斷裂,稱為置裂。當內應力的數值較小時,雖然不會導致斷裂的發生,卻會引起重型鍛件的尺寸,形狀的不穩定,并將轉化成為鍛件在正常工作時所承受載荷的一部分,使工件的有效承載能力降低。
此外,還有重型鍛件在力學性能上的方向性,工件表層與心部組織,性能上的巨大差異等,也都是由于其尺寸大,重量大所引起的。