特殊钢大锻件是重大装备制造，重点工程建设，战略性新兴产业及国防所需的关键核心部件，其制造水平是衡量一个国家工业水平的重要标志。长期以来，特殊钢的制造一直遵循“冶炼钢水→铸造钢锭→去应力退火→锻前加热→锻造→再加热 →再锻造→终成形”的基本生产流程，此工艺加工周期长，原材料历经反复升温、降温的多次热循环，需要消耗大量的热能，并带来了严重的环境污染。

课题组基于长期的生产实践与深入的理论分析，提出了一种全新的材料热加工思路——铸锻一体化制备方法。近期，该项技术目前在兰石重工转化实施，先后在大型加氢反应器用钢14Cr1MoV (19t)，法兰承重用钢16Mn (24t),锅炉过热管用钢12Cr1MoV (19t)上获得成功应用。现场实施的钢锭铸锻一体化过程主要为：在钢锭浇注完毕后的自然冷却过程中，依据准确模拟计算得到的凝固温度场，当钢锭表面已经完全凝固，而芯部仍处于糊状区（fs>0.5）时，将钢锭超高温脱模（图1），热送到压机直接进行“软芯”锻造变形（图2）。通过此技术生产出的锻件探伤合格，力学性能达标，相比传统工艺大大缩短了生产制造流程，提高产能约30%，并节约成本500元/t，并已经形成了相关工艺规范，为未来同类产品的研制制造提供重要参考，开创了特殊钢行业节能减排的新模式。

图1  钢锭超高温脱模

图2  软芯锻造过程