空心鋼錠壁厚芯部由于最后凝固，因此該位置必然存在鑄態(tài)缺陷，解剖實(shí)驗(yàn)資料表明，空心鋼錠主要缺陷都會(huì)集中在鋼錠最終凝固點(diǎn)的環(huán)向截面上，一般認(rèn)為，空心鋼錠最終凝固位置越遠(yuǎn)離內(nèi)壁，則表明鋼錠內(nèi)表面冷速越快，鋼錠中的疏松、縮孔和粗晶混晶就會(huì)盡可能得到避免，夾雜和宏觀偏析情況也會(huì)得到一定程度的改善，鋼錠質(zhì)量也就越好，川崎制鋼所制造的空心鋼錠最終凝固點(diǎn)在距離內(nèi)表面40%以上壁厚處，而我國生產(chǎn)的空心鋼錠一般在距離內(nèi)表面三分之一處。在所有缺陷當(dāng)中空洞型缺陷是空心鋼錠內(nèi)部缺陷的重要形式，川崎制鋼解剖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示空心鋼錠最終凝固點(diǎn)位置處存在空洞和疏松缺陷，但是當(dāng)量和數(shù)量有限，在140噸的空心鋼錠中發(fā)現(xiàn)的最大空洞直徑僅在2mm左右;國內(nèi)丁宇認(rèn)為鋼液在最后凝固的瞬間，鋼液直徑較小，普通錠的鋼液直徑大約為10cm，空心鋼錠的大約為1cm，因此，我們可以認(rèn)為空心鋼錠中存在的最大空洞直徑約為1cm。若空洞在鋼錠制坯過程中能夠鍛合，并通過高溫下的原子擴(kuò)散和再結(jié)晶使鍛合的空洞進(jìn)一步焊合，則材料的綜合性能會(huì)得到很大的提高。
    國內(nèi)外學(xué)者大多是針對(duì)實(shí)心鋼錠的空洞閉合進(jìn)行研究，從理論分析、物理實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬等不同角度對(duì)實(shí)心鋼錠空洞缺陷鍛合進(jìn)行了深入研究，得到了空洞缺陷閉合理論判據(jù)，空洞閉合的主要影響因素，判斷空洞閉合的量化分析方法，研究指出高溫(在再結(jié)晶溫度以上)、足夠的保溫時(shí)間、
良好的應(yīng)力狀態(tài)和一定的變形量是缺陷修復(fù)的必要條件。據(jù)可查資料僅二重丁宇從理論方面推導(dǎo)了墩粗、拔長、擴(kuò)孔等工藝條件對(duì)空心鋼錠空洞型缺陷閉合的影響，并制定出了利用空心鋼錠制造護(hù)環(huán)的鍛造工藝。更深層次的關(guān)于空心鋼錠空洞閉合的研究鮮有報(bào)道。因此，研究各加載方式對(duì)空心鋼錠不同方向空洞缺陷閉合的作用規(guī)律和影響效果具有重要的意義。鑒于此，本文通過數(shù)值模擬和物理實(shí)驗(yàn)研究了墩粗、拔長、擴(kuò)孔對(duì)不同方向空心鋼錠空洞缺陷閉合的影響規(guī)律和作用效果，并對(duì)典型的徑向空洞和軸向空洞缺陷進(jìn)行了墩粗實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以期為空心鋼錠開坯鍛造工藝的制定提
供一定的理論支持。