近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)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(jī)能力、擴(kuò)大能源供給總量以及拓展能源供給方式已成為當(dāng)務(wù)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(jī)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(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)型升級—提高產(chǎn)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(xì)規(guī)劃，明確表達(dá)了發(fā)展高端石化產(chǎn)品，發(fā)展大容量的燃煤機(jī)組，大型水電站以及在確保安全的基礎(chǔ)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(lián)產(chǎn)研發(fā)示范的宏偉構(gòu)想。國內(nèi)電

站裝機(jī)容量、石油化工和煤化裝置的大型化，為我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展提供了機(jī)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(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的核心零部件。由大型筒體鍛件制成的核電反應(yīng)堆壓力殼、火電和水電的護(hù)環(huán)、石化和煤化工的加氫反應(yīng)器等，均為高溫高壓和復(fù)雜介質(zhì)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(xué)性能，還要有具備一定的高溫力學(xué)性能、低溫性能、抗蠕變強(qiáng)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(shù)要求比較高，對工藝和設(shè)備要求比較嚴(yán)格，屬于技術(shù)和資金密集型的產(chǎn)品，其質(zhì)量會直接影響到重大技術(shù)裝備的水平和運(yùn)行的可靠性，大型筒體鍛件的制造技術(shù)是重大技術(shù)裝備制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。

在傳統(tǒng)情況下大型筒體鍛件是采用普通的實(shí)心鋼錠來生產(chǎn)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(kuò)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(xiàn)有壓力機(jī)的制造極限，因此，世界各主要的大型筒體鍛件生產(chǎn)廠家也在不斷的研發(fā)新工藝，以適應(yīng)筒體鍛件外徑尺寸不斷增大的需求。與此同時，由于傳統(tǒng)工藝是采用實(shí)心鋼錠生產(chǎn)大型筒體鍛件，大型筒體鍛件尺寸的不斷增大，使得所需實(shí)心鋼錠重量不斷增加，局限了現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)能力。

利用空心鋼錠生產(chǎn)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(tǒng)的實(shí)心鋼錠生產(chǎn)筒體鍛件相比，空心鋼錠有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：（1）利用空心鋼錠生產(chǎn)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(nèi)外同時進(jìn)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(shí)心鋼錠，內(nèi)表面質(zhì)量有了很大的提高。

（3）采用空心鋼錠可以提高現(xiàn)有設(shè)備最大加工能力，如生產(chǎn)某筒體鍛件需要 300噸實(shí)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(jié)構(gòu)，不能采用沖去心部縮孔、夾雜等方法來消除內(nèi)部缺陷，也不能采用常規(guī)的反復(fù)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(tǒng)的實(shí)心鋼錠鍛造筒體鍛件工藝有著截然的區(qū)別，當(dāng)前關(guān)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(shù)，通過對筒形鍛件軸向加載、徑向加載、復(fù)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(shù)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(shí)、組織結(jié)構(gòu)合理的工藝組合及參數(shù)要求具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。