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图2．23所示为H／D-2．5的坯料进行两步法镦粗成形工艺与平砧镦粗成形工艺时，坯料内部中点的径向应力、切向应力与压下量的关系。
由图可以看出，采用平砧镦粗工艺时，在压下量40％之前，坯料内部中心点的应力值随着压下量的增加而增大，切向应力、径向应力均为拉应力，坯料墩粗过程中，轴向应力为压应力，在此之前，内部中点的应力状态为两向拉应力一向压应力状态，拉应力的存在可能会诱发铸锭内部原有的孔洞变成裂纹，严重影响毛坯的内部质量；在压下量40％之后，毛坯内部中点的径向应力与切向应力随着压下量的增加而急剧增加，此时切向应力、径向应力变为压应力，坯料内部中点的应力状态为三向压应力状态，有利于毛坯内部原有孔洞的愈合，同时减小了出现裂纹的可能性。若镦粗过程中压下量小于40％，平砧镦粗工艺内部应力状态较差不利于内部孔洞的愈合，同时有可能产生新的裂纹。采用两步法镦粗成形工艺时，坯料内部中点的应力状态一直处于三向压应力状态，随着压下量的增加也是增大，40％之后急剧增大，这表明采用两步法镦粗成形工艺，能够改变初始镦粗过程中的应力状态，避免裂纹等缺陷的产生。图2．24所示为H／D-2．5的坯料进行两步法镦粗成形工艺与平砧镦粗成形工艺时，坯料侧表面中点的切向应力与压下量的关系。
图中可以发现，采用平砧镦粗工艺时，侧表面中点处的切向应力随着压下量的增加逐渐增加，为拉应力，镦粗工艺完成后拉应力值急剧达到最大值，拉应力的出现非常容易导致毛坯的侧表面产生纵向裂纹，这样第二章提到的镦粗缺陷吻合。采用两步法镦粗成形工艺随着压下量的增加，侧表面中点处的切向应力从压应力变为拉应力，且最终的拉应力值相对于平砧镦粗的值明显较小，表明采用两步法镦粗成形工艺有助于降低毛坯侧表面裂纹出现的趋势。
