随着核能、化工、石油等行业的发展,封头类锻件作为重大技术装备不可或缺的重要部件,由于其体积大、结构复杂,在高温、高压、长时间辐射等恶劣条件下对产品质量有较高的要求。对大型封头而言,为使其外部形状尺寸以及内部材料组织的综合性能都达到规定的服役要求,对其合理成形工艺的研究已经势在必行。然而,目前我国现有的大锻件制造技术与国外有着明显的差距,部分高端产品和大型锻件达不到服役标准,逐渐变成限制我国重大装备制造业和工业发展的重要因素。本文以核电封头用钢SA508-3CL为研究对象,利用Gleeble-1500D热/力模拟试验机,在变形温度为900～1200℃、应变速率为0.001～1 s-1、应变为0.7的实验条件下,研究了其热变形行为及动态再结晶行为,并通过实验数据的线性回归分析,获得该材料热激活能、Zener-Hollomon参数、本构方程以及动态再结晶动力学模型。根据所建立的热变形方程,以核电反应堆压力容器封头为研究对象,采用有限元数值模拟和缩比试验相结合的研究方法,主要研究了核电上封头分步加载成形过程中,在满足现有液压机载荷的情况下,成形方式、主要工艺参数的优化以及封头材料的塑性变形规律。并且着重分析锻件分步成形中的主要影响参数,坯料高径比尺寸、凸模形状尺寸以及上下模配合关系等,分别归纳出各组工艺参数对封头成形的影响,最终在满足现有液压机载荷的基础上,确定了较为合理的分步加载成形工艺方案。基于上述研究,设计了一套比例为1:8的试验模具,并进行了封头分步加载缩比试验,结果表明,封头试验尺寸与设计尺寸基本吻合,并且满足了液压机载荷,证明了该分步加载成形工艺的合理性,为以后同类型变壁厚封头的制造提供了理论依据。