使金屬材料熱加工由“技藝”走向“科學(xué)”，徹底改變熱加工的落后面貌。從知識(shí)這一坐標(biāo)看，人類以經(jīng)歷了技藝→手冊(cè)指導(dǎo)→專家系統(tǒng)的過程，要達(dá)到更完美的水平，必需進(jìn)行過程/工藝模擬由于只有通過模擬仿真，人們才能熟悉過程的本質(zhì)，猜測(cè)并優(yōu)化過程的結(jié)果，并快速對(duì)瞬息萬變的市場(chǎng)變化作出設(shè)計(jì)及工藝的改變；另外，只有通過過程模擬，才能使設(shè)計(jì)與制造聯(lián)成一體。
金屬材料熱加工過程是十分復(fù)雜的高溫、動(dòng)態(tài)、瞬時(shí)過程，難以直接觀察、在這個(gè)過程中，材料經(jīng)液態(tài)活動(dòng)充到、凝固結(jié)晶、固態(tài)活動(dòng)變形、相變、再結(jié)晶和重結(jié)晶等多種微觀組織變化以及缺陷的產(chǎn)生與消失等一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)、冶金變化而最后成為毛坯或構(gòu)件。
學(xué)科的理論知識(shí)難以定量指導(dǎo)材料熱加工過程，材料熱加工工藝設(shè)計(jì)只能建立在“經(jīng)驗(yàn)”基礎(chǔ)上。材料熱加工工藝模擬技術(shù)就是在材料熱加工理論指導(dǎo)下，通過數(shù)值模擬和物理模擬，在實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)仿真材料的熱加工過程，猜測(cè)實(shí)際工藝前提下材料的最后組織、機(jī)能和質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱加工工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
我國重大機(jī)電設(shè)備研制、出產(chǎn)的一個(gè)難點(diǎn)是大件制造；大件制造樞紐又是熱加工。它是實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)、制造，擬實(shí)設(shè)計(jì)、制造以及分布式設(shè)計(jì)、制造的知識(shí)（技術(shù)）基礎(chǔ)。它將使材料熱加工沿此力向由“技藝”走向“科學(xué)”，并為實(shí)現(xiàn)擬實(shí)制造邁出第一步，使機(jī)械制造業(yè)的技術(shù)水平產(chǎn)生質(zhì)的奔騰。近年來，跟著試驗(yàn)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和材料成形理論的深化，材料成形過程工藝設(shè)計(jì)方法正在發(fā)生著質(zhì)的改變。
是猜測(cè)并保證材料被電爐熱加工過程質(zhì)量的提高前輩手段，特別對(duì)確保樞紐大件一次制造成功，具有重大的應(yīng)用背景和效益。
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熱加工是制造業(yè)的重要工序，制造業(yè)的發(fā)展及制造模式的變革離不開熱加工的技術(shù)提高。但這一切都不能直接觀察到，間接測(cè)試也十分難題。
對(duì)應(yīng)用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)學(xué)科進(jìn)而開拓新興工程技術(shù)具有重大意義。建立在工藝模擬、優(yōu)化基礎(chǔ)上的熱加工工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，可以將“隱患”消滅在計(jì)算機(jī)擬實(shí)加工的反復(fù)比較中、從而確保樞紐大件一次制造成功。它使材料熱加工學(xué)科由“技藝”真正成為一門“科學(xué)”，它將推動(dòng)材料熱加工理論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)金相學(xué)、計(jì)算機(jī)體視學(xué)、計(jì)算機(jī)傳熱學(xué)、計(jì)算機(jī)液體力學(xué)、并行工程等新興交叉學(xué)科的形成發(fā)展。這已為海內(nèi)外不少應(yīng)用實(shí)例所證明。
研究領(lǐng)域涉及金屬材料的鍛造、鍛壓、焊接、熱處理等熱加工學(xué)科；物理化學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、材料成形理論、傳熱學(xué)、傳質(zhì)學(xué)、流體力學(xué)、固體力學(xué)、金屬學(xué)、金屬物理學(xué)等技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科；計(jì)算機(jī)應(yīng)用、測(cè)試技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新材料等高新技術(shù)學(xué)科。管式爐因?yàn)橛脗鹘y(tǒng)的熱加工工藝對(duì)這樣的巨形工件進(jìn)行處理是存在較大危險(xiǎn)的，所以只能憑經(jīng)驗(yàn)采用試制的辦法．由于現(xiàn)在還無法對(duì)材料內(nèi)部宏觀、微觀結(jié)構(gòu)的演化進(jìn)行理想控制，因而發(fā)生多次大件報(bào)廢的重大事故，投入使用的大件，良多也是帶傷運(yùn)行。
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