大型锻件是国家核心设备组成的基本部件,在许多领域都发挥着举足轻重的作用,其生产质量水平在一定程度上反映了国家工业发展情况。大型锻件具有投资大、批量少、品种多、制造周期长等特点,这制约着大型锻件行业的快速发展。我国与国外发达国家大型锻件行业发展有一定差距,尤其是高品质、高重量的大型锻件的生产无法满足相关行业的发展需求。一些关键设备所需锻件的重量、尺寸都在逐渐增加,这样,如偏析、疏松、残余缩孔、粗晶等缺陷在钢锭中就越明显,这将会从很大程度上降低大型锻件的产品合格率。因此,大型锻件的锻造过程,不仅仅是锻件的成形过程,更重要的是修复缺陷、改善组织的过程。大型锻件尺寸大、重量大、生产成本高的特点决定了不易直接利用其进行镦粗试验。本文首先基于塑性有限元基本理论,分析及推导了大型锻件内部空洞缺陷演变模型以及闭合的判定准则。然后,运用Deform-3D数值模拟软件,对不同参数条件下的45号钢圆柱体进行模拟分析。得到锻件内部应力、应变分布、空洞闭合过程以及高径比、空洞位置、摩擦系数、温度等参数对空洞闭合的影响,并通过对比验证了结果的正确性。研究结果表明：对于无空洞的圆柱体,圆柱体模型高径比为1.6时,锻件的横向、轴向和对角线从中心到表面的各点,同一轴线上的点随着离中心距离的变大,点附近的等效应变逐渐减小,而对于同一点的等效应变是随着压下率的增加而逐渐增大的,近似成一定的线性关系。锻件镦粗时,锻件两端会出现难变形区域,当压下率为25%左右时,就出现了现翘曲现象。随着压下率的增加,翘曲现象越明显,当压下率大于50%时容易产生裂纹。空洞形状变化可以从镦粗模拟过程看出,经过球形→椭球形→裂缝→细小裂纹→闭合的过程,并且空洞基本上是从空洞中心附近开始慢慢贴合,且逐步扩展到空洞的两个侧边,当压下率到空洞临界闭合值时,空洞会全部闭合：通过分析空洞周围点的应力、应变大小和分布特点,可以看出空洞在闭合时,空洞附近的应力应变会发生剧烈变化,空洞会闭合,但不是晶体组织上的焊合。锻件高径比在1附近时,是空洞的最佳闭合条件,空洞最容易闭合；高径比和压下率是影响大型锻件中空洞缺陷闭合的主要因素；摩擦系数、温度及空洞尺寸对空洞闭合的影响不大；空洞位置对空洞闭合的影响相对较大,但由于大型锻件的空洞大多集中于锻件心部,可只考虑空洞位于心部的相关研究。