改善組織及晶粒大小對于鑄態(tài)金屬坯料，粗大的樹枝狀晶組織經(jīng)塑性變形及再結(jié)晶而變成等軸的細(xì)晶粒組織，對于經(jīng)軋制、鍛造或擠壓的鋼坯或型材，在以后的熱加工中通過塑性變形與再結(jié)晶，其晶粒組織也可得到改善。

       鍛件的晶粒大小直接取決于熱塑性變形時的動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶的組織狀態(tài)，以及隨后的三種靜態(tài)軟化機理的作用，再結(jié)晶晶粒不足以長大，晶粒細(xì)小，特別是其中的靜態(tài)再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶。而所有這些又都與金屬的性質(zhì)、變形溫度、應(yīng)變速率和變形程度以及變形后的冷卻速度等因素有密切關(guān)系。

       對于熱變形時只發(fā)生動態(tài)回復(fù)的金屬，只要變形程度足以達(dá)到穩(wěn)定動態(tài)回復(fù)階段，則亞結(jié)構(gòu)是均勻相等的，其尺寸大小主要與熱變形時的溫度和速度有關(guān)。終鍛溫度高、應(yīng)變速率低，則隨后的靜態(tài)再結(jié)晶晶粒粗大；反之，則靜態(tài)再結(jié)晶晶粒細(xì)小，由于此類金厲的靜態(tài)再結(jié)晶進展緩慢，因此，若鍛后的冷卻速度快，也可能使靜態(tài)再結(jié)晶不充分。

       對于只發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶金屬，熱變形后的晶粒大小與動態(tài)再結(jié)晶時的組織狀態(tài)和亞動態(tài)再結(jié)晶過程有關(guān)。當(dāng)變形溫度較高、應(yīng)變速率較低和變形程度較小時，動態(tài)再結(jié)晶晶粒較大，經(jīng)亞動態(tài)再結(jié)晶后晶粒也較粗大；反之，則動態(tài)再結(jié)晶晶粒較細(xì)小，經(jīng)亞動態(tài)再結(jié)晶后的晶粒也就較小。由于亞動態(tài)再結(jié)晶進展速度很快，因此亞動態(tài)再結(jié)晶后的晶?？偸潜葎討B(tài)再結(jié)晶時的晶粒大；如果熱變形后繼續(xù)保持高溫、冷卻速度過慢，則再結(jié)晶后的晶粒又會繼續(xù)長大而變得很粗大。

       合金元素的影響，合金元素不論是固溶還是生成彌散微粒相，都有利于提高再結(jié)晶形核率和降低晶界的遷移速度，因而能使再結(jié)晶晶粒細(xì)化。例如，添加微世Nb的碳鋼比普通碳鋼能顯著降低再結(jié)晶速度，使晶粒細(xì)化。

       熱變形時的變形不均勻，會導(dǎo)致再結(jié)晶晶粒大小的不均勻，特別是在變形程度過小而落入臨界變形程度的區(qū)域。再結(jié)晶后的晶粒會很粗大。在實際的成形加工中，這種再結(jié)晶晶粒的大小不均勻往往很難避免。對于大型自由鍛?？梢酝ㄟ^改進工藝操作規(guī)程來改善這種不均勻性；但在熱模鍛時，由于模鍛件形狀往往很復(fù)雜，而所用原毛坯的形狀又比較簡單，這樣變形分布就可能很不均勻，而出現(xiàn)局部粗晶現(xiàn)象。在熱塑性變形時，當(dāng)變形程度過大(>90%)且溫度很高時，還會出現(xiàn)再結(jié)晶晶粒的相互吞并而異常長大，此稱二次再結(jié)晶。

       鍛合內(nèi)部缺陷。熱塑性變形可以使鑄態(tài)金屬中的疏松、空隙和微裂紋等缺陷被壓實，提高了金屬的致密度。內(nèi)部缺陷的鍛合效果，與變形溫度、變形程度、三向壓應(yīng)力狀態(tài)及缺陷表面的純潔度等因素有關(guān)。宏觀缺陷的鍛合通常經(jīng)歷兩個階段：先是缺陷區(qū)發(fā)生塑性變形，使空隙變形、兩壁靠合，稱之為閉合階段，而后在三向壓應(yīng)力作用下，加上高溫條件，使空隙兩壁金屬焊合成體，稱之為焊合階段。如果沒有足夠大的變形程度，不能實現(xiàn)空隙的閉合，雖有三向壓應(yīng)力的作用，也很難達(dá)到宏觀缺陷的焊合。對于微觀缺陷只要有足夠大的三向壓應(yīng)力，就能實現(xiàn)鍛合。

       大鋼錠的斷面尺寸大，疏松、孔隙等缺陷又多集中于鋼錠的中心區(qū)域，因此在大鋼錠鍛造時，為提高中心區(qū)缺陷的鍛合效果，常采用“中心壓實法”或稱“硬殼鍛造法”。當(dāng)對鋼坯沿其軸線方向鍛壓時，心部處在強烈的三向壓應(yīng)力作用下，得到類似于閉式模鍛一樣的鍛造效果，從而有利于鍛件鍛合中心區(qū)域的疏松、孔隙缺陷。