大型鍛件的生產過程包括冶煉、注錠、凝固、鍛造和熱處理等工藝。由于冶金和凝固特性決定了鋼錠中不可避免地存在孔隙、夾雜、偏析和組織等缺陷，并且鋼錠越大缺陷越嚴重。通過煉鋼采用超純凈鋼水注錠，凝固過程中由于缺少結晶核致使晶粒過分粗大；采用電渣重熔錠，晶粒定向生長并且較粗大。兩種方法均增加了后續鍛造和熱處理工藝的難度。而國內煉鋼普遍以電爐為主，鋼包精煉，合理控制注錠和凝固過程，鋼錠中內生夾雜物數量雖然很多，但其單個尺寸遠小于探傷標準中的容許值。鍛造是唯一具有成形作用的工藝，通過鍛造工藝控制缺陷形成是保證鍛件探傷不超標的唯一途徑。
1、夾雜物產生裂紋的原因
材料性質、夾雜特性、變形溫度、 應力狀態、應變速率和變形量等因素對產生夾雜性裂紋具有重要影響。材料性質由使用要求決定，材料性質和夾雜特性在鋼錠凝固后已不能改變，因而只能依靠控制熱力參數實現質量控制。溫度對材料變形能力和夾雜物性能有重要影響，溫度的變化決定了裂紋產生方式。應力狀態決定了裂紋處于擴展或不變化等狀態，而裂紋產生具有累積效果，變形量的大小與裂紋尺寸密切相關。應變速率高，金屬組織由于不能充分再結晶，材料易出現加工硬化，因而易產生裂紋。
2、控制鍛造工藝要求
根據大型鍛件的檢驗標準制定鍛造工藝應控制的內容，如目前性能要求最高的核反應堆鍛件，既要求做嚴格的機械性能檢驗，又要做探傷檢查，因此應控制孔隙類缺陷夾雜性裂紋、金屬組織和偏析程度。實際生產中，應根據產品形狀 尺寸和性能等要求，選擇相應的控制鍛造方法 ，采取相應的措施。
2.1 合理的變形組合
生產餅塊類鍛件通常使用細長鋼，致使心部變形量過大，因而夾雜性裂紋最為明顯生產餅、塊類鍛件既要足夠的變形量保證孔隙焊合，又要防止伴生出夾雜性裂紋?？梢猿浞掷每紫缎匀毕莺负虾蟛粫_裂，夾雜性裂紋處于動態變化這一規律，采用分步法，即預鍛工藝使用 W HF FM和JTS法等大型鍛件鍛造工藝解決軸類鍛件的空洞壓實問題，終鍛工藝充分利用夾雜性裂紋的變化特點控制夾雜性缺陷。
2.2 控制夾雜物形貌
通常鋼錠中的夾雜近似球狀，在變形初期其應力集中較小，夾雜周圍不會產生微裂紋，鍛件心部的塑性夾雜在變形過程中逐漸由球狀、橢球狀變為片狀，變形量越大則夾雜成為片狀的可能性越大，而成為片狀的夾雜構成鍛件心部潛在的裂紋源。由下圖可知，夾雜越扁應力集中越大，越易使基體金屬斷開，形成夾雜性裂紋，致使探傷超標。在制定鍛造工藝時，依靠選擇鋼錠錠形可以較容易控制夾雜形貌，如一個鋼錠生產二個鍛件，但超大型鍛件受鋼錠和鍛造能力限制不適宜用此法。
2.3 依靠高溫和變形修復夾雜性缺陷
研究表明，構成探傷超標的夾雜性裂紋原理上均可修復，但其修復機制各異，修復條件大不相同對于內部微小裂紋由于加熱體積變化，裂紋表面接觸，通過高溫擴散和再結晶裂紋可以焊合；較大的夾雜性裂紋則需通過塑性變形使聯接基體的裂紋焊合，通過大變形可以彌散引起缺陷的塑性夾雜，從而使鍛件內部缺陷不超過探傷檢查標準。
2.4 預留變形量用于控制缺陷
為消除大型鍛件中可能產生的探傷超標的夾雜性裂紋，在鍛造工藝中可以通過最后的整形工藝修復缺陷。具體執行時，首先使用鐓粗和W HF FM或JTS法等工藝壓實鋼內孔隙性缺陷，并使鍛件外形接近零件要求，返爐后重新加熱至再結晶溫度以上200°C，然后按可修復夾雜性裂紋的變形量進行終鍛并整形。控制終鍛火次的另一目的是保證鍛件內部晶粒尺寸不粗大和避免混晶現象發生，滿足晶粒度檢驗要求。
3、應用工藝實例
根據上述思想制造的300MW核電特大管板鍛件在第一重型機械集團公司取得了重大成功，填補了國內空白，并使普通管板鍛件生產合格率由舞鍛熱處理新技術新方法50%上升到95%以上。
