大连自由锻件碳素钢按化学成分（即以含碳量）可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。⑴ 低碳钢　又称软钢，含碳量从0.10%至0.25%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削，常用于制造链条，铆钉，螺栓，轴等。⑵ 中碳钢 　碳量0.25%～0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰（0.70%～1.20%）。大连自由锻件按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。⑶高碳钢　常称工具钢，含碳量从0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。锤，撬棍等由含碳量0.75%的钢制造； 切削工具如钻头，丝攻，铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

大连自由锻件锻件淬火冷却时，由于不同部位存在温度差异及组织转变的不同所引起的应力称为淬火内应力。当淬火应力超过钢的屈服强度时，锻件将产生变形；当淬火应力超过钢的抗拉强度时，锻件将产生裂纹而成为废品。大连自由锻件为了防止锻件的变形和开裂的产生，可采用不同的淬火方法 (如分级淬火或等温淬火等）和工艺合理的设计措施（如结构对称、斜面均匀、避免尖角等），尽量减少淬火应力，并在淬火后及时进行回火处理。

当前，世界各国纷纷将大连自由锻件增材制造作为未来产业发展的新增长点，力争抢占未来科技和产业制高点。我国增材制造产业的发展阶段已从研发转向产业化应用，新设备、新技术、新材料、新应用程序不断推陈出新，越来越多的企业将增材制造作为产业升级和技术转型的方向。大连自由锻件增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件，相对于传统的材料去除——切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。关桥院士提出了“广义”和“狭义”增材制造的概念，“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系；而“广义”增材制造则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。

大连自由锻件20#是20钢的简易写法，属钢材中的一种材质。该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、深谈淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa，伸长率≥24%。正火可促进该钢球化，细化大块状先共析铁素体，改进小于160HBS毛坯的切削性能。 该钢模具零件工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。大连自由锻件冷压毛坯软化处理规范 温度700~720℃，保温时间8~15h，再以50~100℃/h的冷速，随炉降至温度≤550~600℃，出炉空冷。处理前硬度≤143HBS，软化后硬度≤131HBS。淬火规范 温度910℃±10℃，10%NaCl盐水冷却。

大连自由锻件模具钢材5CrMnMo是在中碳钢的基础上主要加入Cr、Mn、Mo三元素而研制成的，也可看作把5CrNiMo钢中的Ni元素由Mn元素取代而形成的。大连自由锻件的该钢是热作模具钢，除淬透性，耐热疲劳性稍差外，5CrMnMo钢具有与5CrNiMo钢类似的性能，淬透性稍差·此钢适于制作要求具有较高强度和高耐磨性的各种类型锻模·要求韧性较高时，可采用电渣重熔钢5CrMnMo钢中碳含量保持在0.40%~0.60%，可获得较高的强度与耐热疲劳强度、一定的硬度与耐磨性、良好的韧性钢与导热性。