無(wú)縫鋼管是一種經(jīng)濟斷面鋼材，是國民經(jīng)濟建設和現代國防的重要原材料之一。大口徑不銹鋼無(wú)縫鋼管主要應用于核電、石油裂化等能源工程部門(mén)，在這些領(lǐng)域中，由于對其裝置要求的特殊性，對它們所用管件質(zhì)量的要求也相當高。在實(shí)際生產(chǎn)大口徑不銹鋼無(wú)縫鋼管的過(guò)程中發(fā)現，穿孔后的毛管表面經(jīng)常出現橫向裂紋缺陷，這不僅會(huì )降低產(chǎn)品質(zhì)量，還嚴重影響生產(chǎn)效率。因此分析裂紋產(chǎn)生的原因對實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導意義。斜軋穿孔時(shí)管坯既有直線(xiàn)運動(dòng)，又有旋轉運動(dòng)，其空間的幾何學(xué)、力學(xué)和運動(dòng)學(xué)的分析十分復雜。三維有限元技術(shù)可以較為準確的解決金屬塑性變形中的實(shí)際問(wèn)題。文章利用ABAQUS軟件建立了桶形輥、錐形輥斜軋穿孔的三維熱力耦合有限元模型，分析了桶形輥穿孔時(shí)的等效應力、等效應變、應變速率、溫度、附加應變等參數的變化規律，并將其結果與錐形輥穿孔進(jìn)行了對比分析，得到了不同輥形下穿孔時(shí)毛管所受應力、應變的區別，從工藝的角度找到了裂紋產(chǎn)生的原因。通過(guò)熱拉伸實(shí)驗的方法，得到了TP321材料在不同的溫度和應變速率下的應力應變曲線(xiàn)，并通過(guò)求斷面收縮率得到了TP321塑性隨溫度和應變速率變化的規律，得出該材料適宜加工的溫度范圍，從而為實(shí)際生產(chǎn)中管坯穿孔溫度和穿孔速度的選擇提供了參考。對不同缺口半徑的試樣進(jìn)行了熱拉伸實(shí)驗，結合實(shí)驗結果與數值模擬結果對臨界空穴擴張比準則在高溫變形條件下的適用性進(jìn)行了驗證，得到了臨界空穴擴張比隨溫度和應變速率變化的規律，并指出臨界空穴擴張比是材料塑性水平的一個(gè)參數；綜合考慮了影響塑性變形的溫度、應變速率、應變、應力狀態(tài)四個(gè)因素，為高溫條件下金屬塑性成形裂紋的預測提供了一種新的理論與方法，并通過(guò)對穿孔裂紋缺陷的預測，驗證了該理論的合理性。