為了保證車輪鍛件冷卻時不致淬裂，長期以來，車輪鍛件的冷卻工藝一般都采用比較緩和的冷速方式，如空冷和油冷等，而且出于同一考慮，冷卻時不使車輪鍛件像小件那樣一直冷卻到室溫,而是冷卻到高于室溫的某一溫度，這一溫度叫做終冷溫度，為了冷卻到終冷溫度所需的時間稱冷卻時間。

車輪鍛件的冷卻方式主要有以下幾種：水冷（包括噴水冷卻）、油冷、空冷（自然空冷和鼓風冷卻）、間歇冷卻（包括：水-油冷、水-空冷和油-空冷）及噴霧冷卻。

車輪鍛件冷卻工藝主要包括冷卻方式和冷卻時間。常用的冷卻介質有水、油和空氣。這些介質的冷卻能力和特性對冷卻工藝的影響很大，首先介紹如下：

水、油和空氣三種冷卻介質的冷卻能力。水的冷卻能力最強，水的循環和攪動使其冷卻能力進一步提高，噴水冷卻能力更為激烈。水溫升高，使高溫階段的冷卻能力降低而低溫階段變化不大，因此要求激冷的車輪鍛件水溫不能升高。水中雜質會大大地改變水的冷卻能力，各地水的冷卻能力也各不相同，鹽水的冷卻能力比水大。

油的冷卻能力比水小(尤其是在低溫階段)，最大相差28倍。在大多數悄況下,車輪鍛件在高溫下要求快冷以保證淬透，而在低溫時慢冷以減小組織應力。生產中采用水淬油冷的方式就是利用高溫時水的冷卻能力較強，而在低溫時油的冷卻能力較弱這一特點，而達到上述這一目標。溫度的變化對油的冷卻能力影響較小，因此油溫升高仍可使用。—般生產中的油溫為20~80℃之間。油溫低時，粘性較大易產生冷卻不均勻的缺點。油的循環對其冷卻能力的影響也不大。生產中將油循環或將工件上下移動的主要目的是使工件冷卻均勻和防止局部油溫上升過高。

空氣的冷卻能力很低（尤其在低濕階段）。流動空氣與靜止空氣的冷卻能力相差很大。水、油、空氣的冷卻能力都有一定范圍的限制，不能完全滿足車輪鍛件對不同冷卻速度的要求，所以正在廣泛發展和采用噴霧冷卻的方式。

為了使車輪鍛件的整個截面冷卻后能夠獲得足夠高的機械性能，必須采用淬透性足夠高的鋼種，所以淬透性是車輪鍛件用鋼的一個重要指標。

在普通小截面結構鋼的熱處理中，淬透性是用心部獲得50%馬氏體時的臨界直徑來評定。對車輪鍛件來說，由于一般冷卻組織是貝氏體或貝氏體和馬氏體的混合組織。所以，車輪鍛件的淬進性通常是用心部不產生鐵素體而獲得貝氏體和馬氏體組織時的臨介直徑來表示，稱為無鐵素體淬透性。而且，在談到車輪鍛件淬透性時，一般都具體加以說明。

大截面用鋼的淬透性可以利用連續冷卻轉變曲線來粗略估計通過鐵素體或珠光體轉變曲線的鼻尖的冷卻速度越小，則鋼的淬透性越大反之越小。

普通小截面鋼的淬進性可以通過埔淬試驗所得的端淬曲線來進行定量評定。但是，對于車輪鍛件用的高淬透性鋼來說，即使是端淬試樣尾端的冷卻速度也還是太大,隨著端距的不同，硬度并無明顯變化，因而無法根據端淬曲線來判斷和比較淬透性的大小。端淬法一般只能用于評定直徑130毫米（水淬）或95亳米（油淬）以下的車輪鍛件的淬透性。對于更大的車輪鍛件必須尋求新的方法。例如加緩冷裝置的端淬法、模擬冷卻法等，還可以用計算法評定車輪鍛件的淬透性。