随着我国经济的高速发展，各工业领域对能源的需求量急剧增加，尤其是对百万千瓦级核电站的需求更是追在眉睫。由于受到国外公司的技术封锁，我国在核电技术发展方面还有很多技术难题未能很好解决，其中核电机组中大型锻件的成形工艺问题，就是困扰我国核电机组发展的难题之一。 核电机组中的压力容器是核反应堆的核心部件，而封头则是组成压力容器的关键零件。常规的压力容器封头不带法兰，其成形工艺流程为：炼钢--铸锭--锻造制厚板坯--拉深成形。这一工艺流程的缺点是容易造成封头壁厚不均。而带法兰的厚壁封头由于法兰处壁厚远大于球冠处厚度，采用这一工艺拉深时，法兰处难以形成必要的径向收缩，因此常规封头的成形工艺方法不适用于带法兰的厚壁封头，需要研究新的成形方法。 为解决核电机组中带法兰式厚壁封头大型锻件成形工艺问题，本文采用理论分析与计算、数值模拟及实验的方法，针对带法兰厚壁封头锻件镦粗过程中的应力变形与开裂问题，进行了深入研究。基于损伤力学中的空穴扩张比理论，结合封头镦粗变形过程特点，提出了瞬时鼓形系数的概念，并确定了临界空穴扩张比，分析了带法兰厚壁封头锻造镦粗过程中侧表面开裂产生的原因，给出了带法兰厚壁封头锻造镦粗过程中侧表面开裂的判定条件，获得了合理的封头毛坯几何形状。同时采用DEFORM-3D有限元分析软件，通过对内、外表面缺料，内、外表面余量不足，底部圆角余量不足，毛坯重量和成形力的大小等参数的设定，进行了封头拉深成形过程的数值模拟，从而获得了保证拉深成形质量的主要技术参数，为带法兰厚壁封头的最终锻造成形提供了依据。并最终确定了合理的带法兰厚壁封头拉深成形工艺方案。 最后通过1:10铅样拉深成形试验，对封头拉深成形的数值模拟结果进行了验证，结果显示，数值模拟与实验结果吻合较好。