車輪鍛件根據鋼種和工藝要求不同，常采用以下熱處理方法：退火、正火、調質、淬火與低溫回火、淬火與時效等。

       車輪鍛件退火工藝有完全退火、球化退火、低溫退火和等溫退火等多種形式，需根據車輪鍛件材質和變形情況來選定。

       車輪鍛件經過退火處理以后，由于再結晶細化了晶粒，消除或減小了殘余應力，從而降低了車輪鍛件硬度，提高其塑性和韌性，改善了切削性能。

       正火一般是把車輪鍛件加熱到GSE線以上50-70℃，有些高合金鋼車輪鍛件加熱到GSE線以上100-150℃，經適當保溫后再空氣中冷卻。如正火后車輪鍛件硬度較高，為了降低車輪鍛件硬度，還應該進行高溫回火，一般回火溫度為560-660℃。

       淬火是為了獲得不平衡的組織，以提高強度和硬度。將鋼車輪鍛件加熱到Ac1線以上30-50℃。經保溫后急冷。

       回火是為了消除淬火應力，獲得較穩定的組織，將車輪鍛件加熱到Ac1線以下某一溫度，保溫一段時間，然后空冷或快冷。

       高溫合金和能夠通過熱處理強化的合金，在鍛后常采用淬火時效處理。其中淬火是把合金加熱到適當溫度，經充分保溫，使合金中某些組織生成物溶解到基體中去形成均勻的固體溶體，然后迅速冷卻，成為過飽和固溶體，故又稱為固溶處理。其目的是改善合金的塑性和韌性，并為進一步時效處理作好組織準備。時效處理是把過飽和固溶體或經冷加工變形后的合金置于室溫或加熱至某一溫度，保溫一段時間，使先前溶解于基體內的物質，均勻彌散地析出。時效處理的目的是提高合金的強度和硬度。

       車輪鍛件熱處理是按一定的熱處理規范進行的，根據車輪鍛件鋼種，斷面尺寸及技術要求等，并參考有關手冊和資料制訂。其內容包括：加熱溫度、保溫時間及冷卻方式等。一般采用溫度-時間變化曲線來表示。