自由鍛造通過一系列工藝過程能夠顯著提高金屬的強度和硬度。以下是幾個關鍵方面：
         1.改變金屬的內部結構：在自由鍛造過程中，金屬受到強烈的塑性變形。這種變形不僅改變了金屬的形狀，更重要的是改變了其內部結構。金屬內部的晶粒在鍛造力的作用下發(fā)生滑移、破碎和重新排列，形成更加均勻和細小的晶粒組織。細小的晶粒組織能夠有效阻礙位錯的移動，從而提高材料的強度。
         2.消除內部缺陷：自由鍛造能夠消除金屬在冶煉或鑄造過程中產生的內部缺陷，如氣孔、疏松等。這些缺陷往往是金屬強度和硬度的薄弱環(huán)節(jié)。通過鍛造過程中的壓縮和變形，這些缺陷被壓實或消除，從而提高金屬的整體性能。
         3.形成致密組織：鍛造過程中，金屬受到三向壓應力作用，使其內部組織變得更加致密。這種致密的組織結構能夠有效抵抗外部載荷，提高金屬的強度和硬度。
         4.細化晶界：鍛造過程中的塑性變形還能細化晶界，使晶界變得更加清晰和連續(xù)。晶界是金屬中強度和硬度較高的區(qū)域。細化晶界有助于提高金屬的整體強度和硬度。
         5.產生加工硬化：在鍛造過程中，金屬表面和內部都會發(fā)生加工硬化現(xiàn)象。加工硬化是指金屬在塑性變形過程中，由于晶粒的破碎和位錯的增加，導致金屬的硬度和強度提高的現(xiàn)象。