P91厚壁无缝管性能优异，具有非常高的高温持久强度、抗拉强度、优异的热稳定性及高温抗蠕变性能，被广泛应用于各类耐高温锅炉管中，通常质量要求极为严格。另一方面，大型钢锭内部在钢铁的冶金过程不可避免地会产生孔洞类缺陷，从而严重影响材料力学性能和疲劳性能，内部孔洞的存在破坏了金属的连续性，造成局部应力集中程度较大，成为疲劳裂纹萌生源，导致产品寿命缩短以致报废。揭示认识孔洞演化规律，有助于提高产品内在质量，促进工艺制定由经验走向科学。本文依托计算机模拟技术，借助大型有限元软件Deform，并采用有限元分析和热力耦合分析方法模拟分析P91厚壁管在穿孔过程中的孔洞演变规律。分析现场工艺，运用Solidworks软件三维建模，实现模型和数值模拟软件Deform-3D间的数据转换；在有限元软件中对模型进行网格划分，并定义P91材料属性和选取模拟参数；模具材料选用热作模具钢H13，考虑到传热同样需要网格划分。在考虑传热因素的影响下，本文模拟了穿孔直径为600mm和350mm两种情形，同时考虑了不同孔洞直径、不同孔洞位置两个变量，并选取关键节点进行点追踪，重点分析了孔洞在镦粗穿孔过程的温度场、三向应力、静水压力、等效应力、等效应变等的变化情况，并通过相应的对比方案进一步揭示孔洞演变规律。分析孔洞镦粗穿孔过程的温度场变化，由于塑性变形的机械能转化为热能，抵消了大部分传热，发现穿孔结束后孔洞区域温度反而略有上升；对比分析了不同穿孔直径、不同孔洞直径、不同孔洞位置的静水压力变化情况，得到了穿孔直径为350mm、孔洞直径为100mm、孔洞下部距离顶端150mm分别在其对应的对比方案中压力值最大，此时易于发生焊合与缺陷消除；从等效应力云图看出孔洞周围出现了一定程度的应力集中，但等效应力峰值较小，不会有太严重的后果；通过分析孔洞的变形演变及点追踪下的等效应变云图，观察到镦粗结束时位置和形状均没有发生明显变化，而在穿孔过程中孔洞体积逐渐变小，有所焊合，但没有最终消失。