护环是发电机机组中受力最复杂、服役条件最为恶劣的部件之一,其制造工艺水平是一个国家大型发电机组制造能力的标志。护环强化技术是其生产过程中极为重要的一环。受制造工艺水平的限制,目前我国容量在300MW以上的发电机组所用护环仍需依靠进口。为了改变这种现状,急需开发新的护环强化技术。护环在工作过程中需要高机械性能、强屈服强度、高塑性指标、均匀力学性能和小的残余应力等。由于Mn18Cr18N材料是单相奥氏体组织,没有相变,不能通过常规热处理方法来提高力学性能,只能通过加工硬化手段来实现其高的力学性能要求。目前护环强化的主要方法是外补液胀形方法,但成形受多个工艺参数影响,这些参数控制不当会使护环产生缺陷甚至报废。本文采用增量理论对护环强化成形新工艺进行了理论分析,给出了护环强化过程中胀形内压力的解析解,推导出了护环强化时镦粗和胀形之间的比例与强化效果的关系以及护环强化参数确定后护环强化坯料尺寸计算公式。用胀形内压力解析解求出了强化过程加载路径,并使用DEFORM有限元软件进行了强化过程模拟,分析了不同加载路径条件下有限元模拟护环强化结果,通过比较得出了最优加载路径。分析了不同加载比例条件下护环强化模具补偿角,得出加载比例与模具补偿角之间的关系,验证密封条件,给出了强化设备吨位选择方法。引用韧性断裂准则,分析韧性断裂准则对护环强化效果的影响,为选择强化比例提供了科学依据。