火車輪鍛件在冷卻過程中如果有相變發(fā)生，會(huì)產(chǎn)生組織應(yīng)力。與加熱時(shí)相同，組織應(yīng)力也是由于相變前后組織的比容發(fā)生變化，并且外層和心部相變先后不同引起的。

       以火車輪鍛件在冷卻過程中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槔S著鍛件溫度降低，外層先進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變。馬氏體的比容大于奧氏體的比容，外層發(fā)生膨脹，而心部尚未轉(zhuǎn)變，對(duì)于外層的膨脹產(chǎn)生牽制作用，因此組織應(yīng)力是：外層為壓應(yīng)力，心部為拉應(yīng)力。但是此時(shí)心部溫度比較高，還處于塑性好的奧氏體狀態(tài)，通過局部塑性變形，組織應(yīng)力能夠得到松弛。

       隨著起重機(jī)車輪鍛件繼續(xù)冷卻，心部也開始發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變而膨脹，但是外層的轉(zhuǎn)變已經(jīng)結(jié)束，體積不再變化，于是對(duì)心部的膨脹起到限制作用。因此這時(shí)產(chǎn)生的組織應(yīng)力：心部為壓應(yīng)力，外層為拉應(yīng)力，并且不斷增大，知道馬氏體的轉(zhuǎn)變結(jié)束為止。

       火車輪鍛件冷卻后期是處于溫度較低的彈性狀態(tài)，塑性較差，所以此組織應(yīng)力引起開裂的危險(xiǎn)性很大。鋼中所有相的比容均比奧氏體大，因此當(dāng)火車輪鍛件冷卻發(fā)生其它組織轉(zhuǎn)變時(shí)，所產(chǎn)生的組織應(yīng)力同樣具有上述規(guī)律。

       冷卻時(shí)的組織應(yīng)力也是三向應(yīng)力，并且周向應(yīng)力最大，這是引起表面冷卻縱裂的主要原因。