無縫鋼管是一種經濟斷面鋼材，是國民經濟建設和現代國防的重要原材料之一。大口徑不銹鋼無縫鋼管主要應用于核電、石油裂化等能源工程部門，在這些領域中，由于對其裝置要求的特殊性，對它們所用管件質量的要求也相當高。在實際生產大口徑不銹鋼無縫鋼管的過程中發現，穿孔后的毛管表面經常出現橫向裂紋缺陷，這不僅會降低產品質量，還嚴重影響生產效率。因此分析裂紋產生的原因對實際生產具有重要的指導意義。斜軋穿孔時管坯既有直線運動，又有旋轉運動，其空間的幾何學、力學和運動學的分析十分復雜。三維有限元技術可以較為準確的解決金屬塑性變形中的實際問題。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行了對比分析，得到了不同輥形下穿孔時毛管所受應力、應變的區別，從工藝的角度找到了裂紋產生的原因。通過熱拉伸實驗的方法，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，并通過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，從而為實際生產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行了熱拉伸實驗，結合實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、應力狀態四個因素，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，并通過對穿孔裂紋缺陷的預測，驗證了該理論的合理性。