近年來，隨著我國國民經濟持續(xù)高速的發(fā)展，對電力、能源的供給要求越來越高，供需矛盾凸顯。大力提高電站裝機能力、擴大能源供給總量以及拓展能源供給方式已成為當務之急，迫切需要我國電力、石化和煤化工制造業(yè)向著大容量、高效率、大機組的方向發(fā)展。2011 年 3 月，中華人民共和國正式頒布了國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要，該綱要中第三篇《轉型升級—提高產業(yè)核心競爭力》濃墨重彩地對石化、火電、水電、核電以及煤化工的發(fā)展作了詳細規(guī)劃，明確表達了發(fā)展高端石化產品，發(fā)展大容量的燃煤機組，大型水電站以及在確保安全的基礎上發(fā)展核電，有序的開展煤制天然氣、煤制液體燃料和煤基多聯產研發(fā)示范的宏偉構想。國內電

站裝機容量、石油化工和煤化裝置的大型化，為我國機械制造業(yè)的發(fā)展提供了機遇，但更多的是給制造廠家的裝備水平和制造方式帶來了挑戰(zhàn)。

大型筒體鍛件是以上所有產業(yè)領域中的核心零部件。由大型筒體鍛件制成的核電反應堆壓力殼、火電和水電的護環(huán)、石化和煤化工的加氫反應器等，均為高溫高壓和復雜介質環(huán)境下長時間工作的大直徑厚壁的筒形鍛件，對其綜合性能要求非常高，不僅要有較好的常溫力學性能，還要有具備一定的高溫力學性能、低溫性能、抗蠕變強度、低回火脆化傾向、斷裂韌性、抗腐蝕和抗輻照性能等，大型筒體鍛件制造周期長，技術要求比較高，對工藝和設備要求比較嚴格，屬于技術和資金密集型的產品，其質量會直接影響到重大技術裝備的水平和運行的可靠性，大型筒體鍛件的制造技術是重大技術裝備制造的關鍵技術之一。

在傳統情況下大型筒體鍛件是采用普通的實心鋼錠來生產的，其制造工藝流程是：倒棱下料壓鉗口—粗鐓切除水冒口—鐓粗沖孔—芯棒拔長—馬杠擴孔—精鍛。用這種方法制造大型筒體鍛件，工序多，需要多火次鍛造，鋼錠的利用率很低。

隨著電站、石油化工和煤化裝備的發(fā)展，對大型筒體鍛件的需求量越來越大，要求也越來越高。隨著大型筒體鍛件的不斷升級，筒體自身尺寸也有不斷的增大的趨勢，逐漸挑戰(zhàn)現有壓力機的制造極限，因此，世界各主要的大型筒體鍛件生產廠家也在不斷的研發(fā)新工藝，以適應筒體鍛件外徑尺寸不斷增大的需求。與此同時，由于傳統工藝是采用實心鋼錠生產大型筒體鍛件，大型筒體鍛件尺寸的不斷增大，使得所需實心鋼錠重量不斷增加，局限了現有設備的生產能力。

利用空心鋼錠生產大型筒體鍛件是解決筒體鍛件大型化趨勢的一個重要方法。與傳統的實心鋼錠生產筒體鍛件相比，空心鋼錠有以下幾個優(yōu)點：（1）利用空心鋼錠生產大型筒體鍛件省去了鐓粗、沖孔兩道工序，減少了火次、節(jié)省了臺時、提高了鋼錠的利用率。

（2）空心鋼錠在鑄造時是內外同時進行冷卻，提高了冷卻速度，因此鑄錠的原始組織好，相比于沖孔后的實心鋼錠，內表面質量有了很大的提高。

（3）采用空心鋼錠可以提高現有設備最大加工能力，如生產某筒體鍛件需要 300噸實心鋼錠，若采用空心鋼錠，則只需 255 噸鋼錠即可滿足要求。

由于空心鋼錠特殊的原始組織結構，不能采用沖去心部縮孔、夾雜等方法來消除內部缺陷，也不能采用常規(guī)的反復鐓拔工藝來打破粗晶、勻化組織?？招匿撳V的鍛造工藝與傳統的實心鋼錠鍛造筒體鍛件工藝有著截然的區(qū)別，當前關于這方面的研究尚處于起步階段因此，研究空心鋼錠的鍛造技術，通過對筒形鍛件軸向加載、徑向加載、復合加載等多種加載方式的研究，定性地研究變形方式對鍛合環(huán)坯中部疏松、縮孔等鑄態(tài)缺陷的影響規(guī)律，定量地研究各工藝參數對鍛透性、變形和組織不均勻性的影響規(guī)律，探求單向鍛造條件下使得空心鋼錠鍛透壓實、組織結構合理的工藝組合及參數要求具有十分重要的現實意義。