近年来随着我国国民经济的蓬勃发展，能源需求量越来越大，核反应堆设备向大型化、重型化、一体化方向发展已成为一种必然趋势。由于所需锻件体量的逐渐增大，所需钢锭的重量也随之增大。超大型钢锭的制造特点是多个精炼包钢水依次通过中间包浇注进入钢锭模，由于浇注时间长，浇注系统复杂，在浇注过程中，必然会或多或少的出现钢水的二次氧化，不仅如此，浇注系统中的耐火材料经过长时间1500℃以上的冲刷，也必将会部分浸入钢水从而带入钢锭内部，因此超大型钢锭内部的冶金缺陷是难以避免的，这一点也必须在后续的钢锭锻造工艺编制中予以考虑。超大型锻件锻造成形的目的是破碎铸态枝晶，均匀内部组织，并得到工件需要的形状和尺寸，锻件在锻造成形过程中，原有的冶金缺陷将随着锻件的成形过程而发生演变，但由于超大型锻件在自由锻造成形时，各位置的变形量是不均匀的，因此锻件的成形过程将直接影响到原始缺陷的最终分布。与此同时，大量研究表明，钢锭的变形量对钢锭内部的冶金缺陷具有明显的改善作用，因此有必要对锻件的锻造全过程进行充分研究，掌握锻件终成形后的最终应变分布，并对缺陷位置进行有效预测，从而有效地提出解决措施，避免由于钢锭中的原始冶金缺陷造成的最终锻件报废。本文利用Deform-3D有限元软件对200t级核电钢锭锻造筒体锻件的过程进行全流程数值模拟，通过观察各火次的变形量及缺陷位置变化情况，掌握钢锭的变形规律，得出缺陷的演变规律，对实际锻件的自由锻造生产具有极其重要的指导意义。
钢锭的变形过程
锻造核电锻件所用钢锭为双联法冶炼上注24棱钢锭，采用电炉和精炼炉双联法炼钢降低钢中的P、S含量，并采用双包合浇的方式冶炼大型钢锭。采用真空浇注，有效避免钢水的二次氧化，提高了钢水的纯净度和钢锭质量。钢锭经保温脱模，热送至水压机锻造车间，经切除水冒口，镦粗冲孔，芯棒拔长，马杠扩孔四个步骤完成核电筒体锻件的制造，具体过程如图1所示。
模型建立及模拟结果分析
成形过程有限元数值模拟
材料的应力应变曲线由环球官方网站熔炼分析成分导入Jmatpro计算得出，钢锭的化学成分如表1所示。
