车轮锻件在热处理过程中产生的内应力有热应力和相变应力，它们的形成原因和作用是不同的。
热应力是锻件在加热和冷却时伴有热胀冷缩现象，当锻件表面与心部由于加热或冷却速度不同，造成温度差，其体积的膨胀或收缩在表面与心部也就不一样，这种由于温度差而产也体积变化的不同时性所引起的内应力，称为热应力。
起重机车轮锻件在热处理过程中，其热应力的变化主要表现为：锻件加热时，表面升温速度快于心部，表面温度高而膨胀，心部温度低而未膨胀，此时表面受压应力，心部受拉应力。
当锻件透热后，心部温度升高而膨胀，此时锻件表现出体积膨胀；工件冷却时，表层冷却速度快于心部，表层要收缩，心部温度高阻止收缩，对表层产生拉应力，心部则产生压应力，当冷却到一定温度时，表层巳经冷硬不再收缩，而心部由于继续冷却要发生收缩，此时表层受到压应力，而心部则受拉应力，在冷却结束后此应力仍存在于锻件内部，称为残留应力。
相变应力是车轮锻件热处理过程中发生组织转变时，由于不同组织的质量体积不同，因此锻件必然发生质量体积变化。
在实际生产中，多数车轮锻件是锻后接着热装炉进行正火回火处理。锻后空冷的锻件只能冷装炉进行正火回火处理。正火后进行过冷的目的是为了降低锻件的中心温度，经适当保温使温度均匀，同时也能起到除氢的作用。过冷温度因钢种不同而不同，一般热装炉为350-400℃或400-450℃，冷装炉为300-450℃。
为避免高温锻件产生粗品，锻造加工中还应注意高温锻件的粗晶，原材料及锻造工艺过程中各个环节（包栝加热、变形、模具、润滑、操作等）均有关系，因此，为保证锻件质量稳定，工艺编制要详细、正确，执行工艺要严格、准确。髙温合金的重要锻件，即使小量生产，也应采用模锻。
不间牌号高温锻件的再结晶特性有所不同。例如，多数高温合金的临界变形程度为3%-5%，而GH135合金为4%-6%，锻造时应使各处变形程度超过上述数值。
不同冶炼方法、不同炉号的同脾号高温锻件，由于化学成分的实际含量有差别，因此实际再结晶温度和聚集再结晶温度常常是不一样的。强碳化物和金属间化合物的形成元素碳、钼、钛等的影响更为明显。
众所周知，钢中热或冷却时要发生膨胀或收缩；此外，相变时也有膨胀和收缩。车轮锻件在加热或冷却时，其内外不可能同时均匀地被加热或冷却，工件内外存在着温差，从而引起比容差。同样，工件在加热或冷却时，其心部和表面也不可能同时发生组织转变，因而也引起比容差。这些比容差就是热处理时产生内应力的主要原因。
其中由工件内外温差所引起的内应力称为“热应力”，而由工件内外组织转变的时刻不同所引起的应力称为“组织应力”，此外还有沿工件截面上的组织差异所引起的应力。
工件热处理后的残余内应力是上述几种内应力的综合作用结果。工件加热时，加热时间较长，有较充分的保温时间，而且工件在高温下具有良好的塑性，所以可以认为加热时的热应力和组织应力能够通过锻件中的塑性变形、回复与再结晶等过程松弛掉，因而可以认为热处理后工件中剩下的仅仅是冷却过程中的热应力和组织应力的叠加结果。这样，问题就简便些了。
三种车轮锻件的热处理工艺分别是不完全退火、完全退火和等温退火。
