近年來，航空、海洋、能源以及其他行業(yè)對大鍛件的需求越來越多，自由鍛已成為生產(chǎn)大型鍛造部件的主要工藝。大型模鑄鋼錠經(jīng)常會含有諸如空隙、疏松等的缺陷或不希望有的顯微組織特征。在將大鋼錠轉(zhuǎn)變?yōu)殄懠闹匾庸み^程——熱自由鍛后，一些缺陷還會依舊存在。因此，必須在自由鍛之前的開坯以及變形過程中盡量消除內(nèi)部空隙。

在大多數(shù)自由鍛中，最初的幾道加工步驟往往被稱為“開坯”或者“側(cè)壓”。在韓國KIMS、POSCO有關(guān)研究者開展的研究中，他們用工業(yè)術(shù)語“鐓鍛”來形容一些文獻中所提及的“側(cè)壓”。他們認為，大鋼錠經(jīng)鐓鍛后，其內(nèi)部空隙必須閉合，否則，未閉合的空隙就會成為隨后自由鍛中裂紋的“核心”或成為缺陷源。

將用FEM模擬的大鋼錠鍛造過程中空隙的閉合情況與鐓鍛前后試驗測得的空隙幾何尺寸進行了比較，結(jié)果顯示，靜液壓應(yīng)力會影響空隙的閉合。然而，靜液壓應(yīng)力在實際工藝設(shè)計中并不可行，這是因為當(dāng)數(shù)值模擬中不存在內(nèi)部空隙的閉合時，工藝設(shè)計將無法給出準確的靜液壓應(yīng)力分布，于是，有效應(yīng)變——一個與內(nèi)部空隙的閉合存在還是不存在無關(guān)的參數(shù)，成了比較可行的用來判斷空隙是否閉合的標準變量。試驗結(jié)果如下：

當(dāng)有效應(yīng)變≥0.6時，在鍛造過程中，內(nèi)部空隙足以閉合。

在鐓鍛過程中，空隙周圍的靜液壓應(yīng)力從拉伸值經(jīng)過一個壓縮值又返回到拉伸狀態(tài)。這個壓縮值接近于材料的流變強度。在閉合空隙附近的材料最初沿鐓鍛方向被拉伸，在空隙閉合后又被壓縮。這意味著，在閉合空隙時施加的是壓縮應(yīng)力。

在鐓鍛過程中可以觀察到3種不同的空隙行為，由單個空隙顯示出來的不同行為由該空隙的尺寸大小以及其在鋼錠中的位置所決定。（余冶）