火車輪鍛件在鍛造加工的過程中都會進行均溫保溫和回火冷卻的過程，以下是均溫保溫和回火冷卻的詳細過程闡述：

回火均溫是指鍛件表面溫度與爐子溫度達到一致的過程。均溫時間是指儀表到達指定回火溫度開始到鍛件表面的火色與爐膛一致，即鍛件表面溫度與爐溫一致所需的時間。一般鍛件表面火色只能憑經驗確定，但在低溫回火時，往往看不出鍛件的火色，因此回火工藝規范中并不給出均溫時間，而是將保溫時間延長一半來保證達到均溫的要求。

均溫結束后，開始保溫。在保溫過程中，淬火組織完成回火轉變。回火保溫開始后火車輪鍛件的機械性能急劇變化（強度和硬度下降，塑性和韌性提高）,淬火殘余內應力迅速降低。隨著保溫時間的延長，性能變化和內應力消除逐步減慢，當到達一定時間后，性能和應力變化就趨向穩定。火車輪鍛件的性能和應力變化達到穩定值所需的最短時間就是回火的保溫時間。回火過程主要是消除淬火冷卻過程中火車輪鍛件內部的殘余應力，得到一定分散度的回火組織，以滿足規定的機性能要求。高溫回火時的組織轉變過程就是相的回變和再結晶、碳化物的析出和聚集長大的過程。這些都是以原子的擴散為基礎的，主要決定于溫度，時間的作用是第二位的，一般回火保溫2小時后，這種轉變過程就變得極為緩慢。而第一類內應力的松弛過程則要緩慢得多，一般要十多小時。一般在大鍛件的回火過程中，如前所述保溫開始時火車輪鍛件中心溫度低于表面溫度，故在保溫過程中實際上還包括一部分心部升溫時間。在生產中一般按100毫米有效厚度保溫2小時計算，正火火車輪鍛件的回火按1.5小時/100毫米計算。回火保溫總時間不得少于4小時。

回火后冷卻速度過大會產生較大的殘余應力與瞬時應力。為了降低火車輪鍛件的殘余應力，通常在400℃以上時，冷卻速度應控制在50-5℃/時之間。在400-600℃之間的慢冷,對具有回火脆性的鋼種將使沖擊韌性顯著降低。因此，一般制訂回火冷卻工藝時，是以消除殘余應力和回火脆性為依據的，詳細地闡述了冷卻速度對殘余應力的影響。殘余應力主要是產生在400-450℃以上的冷卻過程。當溫度低于400-450℃時，鋼已處于彈性狀態，冷卻速度對殘余應力就沒有顯著影響。所以400℃以上要緩冷，400℃以下可以冷得快些。400-450℃之間等溫一段時間，會減小火車輪鍛件彈塑性狀態時的內外溫差，有利于減小殘余應力。