由于大型锻件制造技术的特殊性和复杂性，在锻造过程中容易形成一些不同于中小型锻件的各种各样的缺陷。所以，研究如何使大型锻件中的缺陷压实锻合，顺利通过超声波探伤，对提高大型锻件的制造水平和企业的经济效益具有重要意义。

大型锻件中的缺陷主要来自两个方面：①冶金缺陷：例如非金属夹杂物、残余缩孔、疏松、空洞等，这些缺陷在冶炼过程或浇铸过程中形成；②处理缺陷：例如裂纹、白点、粗晶等，这些缺陷在锻造和热处理过程中形成。

1）非金属夹杂物

非金属性夹杂是锻件中最常见的缺陷之一，是金属中影响材料性能的非金属相，根据非金属性夹杂的来源将其分为两类，一类是颗粒较小的内生夹杂物，另一类是尺寸比较大的外来非金属性夹杂物。无论是内生夹杂物还是外来夹杂物都会严重破坏了金属材料的连续性，使锻件产品的的抗拉强度急剧降低、断面收缩率明显减少、延展性等许多性能受到不利影响。

疏松是铸件中由于组织的不致密性出现的枝晶和晶壁间细小的孔洞，又称显微缩松。疏松产生的原因有很多种，如浇注温度低、浇注速度慢、钢液中缺少可以细化晶粒的元素、铸件结构设计不合理、气体防护措施不完善等，这些因素都会使铸件中产生大量疏松。减少或阻止疏松的具体措施有：①采用合适的浇注温度和浇注速度；②改用补缩效率较高的保温冒口、电热冒口，缩孔较多的处于冒口区，以方便钢锭的后期处理；③在钢液冶炼的过程中应尽量使其充分脱气，并且在钢液浇注时可以采用相应保护工艺防止气体的二次进入，在钢液凝固过程中可以采用保温或电热冒口使缩孔尽可能多的移动到冒口区，并且通过切除合理的冒口切头率，可以完全去除疏松缺陷；④合理的铸件结构设计以及合理的变形工艺都可以减少疏松缺陷。

  4）裂纹

  在大型件锻造中，易产生裂纹，如钢锭缺陷引起的锻造裂纹、钢中有害杂质沿晶界析出引起的裂纹、第二相析出引起的裂纹。还有就是温度、变形程度、变形速度、冷却速度、应力状态等热力因素的合理选择，反之，可能形成各种锻造缺陷和裂纹。现有的控制方法有：
    （1）提高冶炼钢水纯净度；
    （2）铸锭缓慢冷却，减少热应力；
    （3）采用良好的发热剂与保温帽，增大补缩能力；
    （4）限制钢中加铝量，去除钢中氮气或用加钛法抑制AlN析出量；
    （5）采用热送钢锭，过冷相变处理工艺；
    （6）提高热送温度(>900℃)直接加热锻造；
    （7）锻前进行充分的均匀化退火，使晶界析出相扩散；
    （8）采用中心压实锻造工艺。

 5）白点

 锻件中白点在纵断面上表现为圆形银白色斑点，而在横断面上更多是锯齿状的小裂纹。铸坯内的氢含量过多和锻后冷却(或锻后热处理)出现的内应力共同作用下才会出现白点。铸坯在冶炼过程中氢在钢中溶解度随着温度的降低而逐渐减小减小，由于冷却速度太快导致氢来不及从内部扩散出去，这些氢会在铸坯的显微孔隙中聚积，这些氢会形成更难扩散的氢气分子，会产生剧烈的局部压力，可以将金属材料局部撕裂。锻件中白点的存在严重影响材料的塑性以及韧性。铸坯在冶炼和浇注的过程中严格控制氢气的含量和及时保温回火，以及采用缓冷的冷却方法会有效的预防白点的产生。

 6）粗晶

 粗晶组织常出现在大型锻件中，因为用于制造大型锻件的钢坯的尺寸比中小型的锻件坯料尺寸要大的多，这样锻件在凝固的过程中冷却的较为缓慢，容易产生粗大的铸态组织，使得锻件内部有较多的粗大晶粒。而且大锻件在热锻造过程中的应力、应变的分布是非常不均匀的，使得锻件中的晶粒相比于中小型锻件是相对较大的，因此大型锻件更容易产生晶粒粗大的缺陷。

 粗晶是锻件中常见的缺陷之一，晶粒大小比正常的尺寸要大，会使钢材强度、塑性和韧性降低。一般情况下锻件中的晶粒尺寸越细小，材料强度和塑性就越好，而且还能保持良好的韧性和实用寿命。影响锻件热成形晶核的生成和长大的主要的因素加热温度、应变速率和变形程度。晶粒大小随着加热温度的升高逐渐变大，其中加热温度的影响最为明显。因此：①通过控制加热温度、应变速率和控制冷却速度可以有效地防止晶粒粗大；②通过制定合理的热处理工艺，也可以有效的消除大型锻件中的粗晶问题；③锻压变形可以有效的打碎锻件内部粗大的奥氏体晶粒，使晶粒细化，为此还可以采用合理的锻压成形工艺来减少和消除粗大晶粒。 
       综上可知，材料特性、缺陷性质、变形量、温度、时间、压力等许多因素共同影响着缺陷形成及其修复。而修复的最重要因素有内部缺陷性质、理想的高温条件、合理的应力状态和一定的变形量，即要有以下条件：①足够大的变形程度或局部锻比；②缺陷周围为负的静水压力状态；③高的锻造温度和一定的保压时间；④孔隙表面未被氧化，不存在非金属夹杂物。其中要想实现大的变形使缺陷处于合理的应力状态，就必须选择合理有效的锻造方法。因此，采用何种工艺去锻合内部这些缺陷，如何创造有利的力学条件，使之在锻造过程中不出现新裂纹或夹杂性裂纹，是工艺制定者需要研究的问题。
       然而，目前的锻造方法虽然可以打碎碳化物、锻合疏松和空洞等冶金缺陷，不萌生新的裂纹源，并获得组织均匀致密的锻件，但是它们也存在着自身的缺点。如WHF锻造法是在高温下对锻件进行大压下量锻造，具有较好的空洞锻合效果且操作简便，但整个截面的应变分布很不均匀，造成锻件性能的各向异性；JTS法使锻坯中心部位符合高温、大变形量、三向压应力状态的孔隙焊合条件且表现出较强的锻透能力，但在整个截面上存在较大的变形梯度，同时需要压力机负荷较高，钢锭表面易产生裂纹；FM法的锻造方法使锻件心部变形量增大，产生三向压应力，但在接近下砧的部分会出现轴向拉应力。这些型砧的主变形方向都始终沿拔长方向，结果将形成轴向纤维组织，而且整个横截面变形分布不够均匀。
       因此，为了有效控制大型锻件的裂纹，可通过对大型锻件材料损伤力学和数值模拟技术的研究，建立新的损伤模型，从而寻找到合理有效的锻造工艺参数。