使金屬材料熱加工由“技藝”走向“科學”，徹底改變熱加工的落后面貌。從知識這一坐標看，人類以經(jīng)歷了技藝→手冊指導→專家系統(tǒng)的過程，要達到更完美的水平，必需進行過程/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，猜測并優(yōu)化過程的結果，并快速對瞬息萬變的市場變化作出設計及工藝的改變；另外，只有通過過程模擬，才能使設計與制造聯(lián)成一體。
金屬材料熱加工過程是十分復雜的高溫、動態(tài)、瞬時過程，難以直接觀察、在這個過程中，材料經(jīng)液態(tài)活動充到、凝固結晶、固態(tài)活動變形、相變、再結晶和重結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雜的物理、化學、冶金變化而最后成為毛坯或構件。
學科的理論知識難以定量指導材料熱加工過程，材料熱加工工藝設計只能建立在“經(jīng)驗”基礎上。材料熱加工工藝模擬技術就是在材料熱加工理論指導下，通過數(shù)值模擬和物理模擬，在實驗室動態(tài)仿真材料的熱加工過程，猜測實際工藝前提下材料的最后組織、機能和質量，進而實現(xiàn)熱加工工藝的優(yōu)化設計。
我國重大機電設備研制、出產(chǎn)的一個難點是大件制造；大件制造樞紐又是熱加工。它是實現(xiàn)快速設計、制造，擬實設計、制造以及分布式設計、制造的知識（技術）基礎。它將使材料熱加工沿此力向由“技藝”走向“科學”，并為實現(xiàn)擬實制造邁出第一步，使機械制造業(yè)的技術水平產(chǎn)生質的奔騰。近年來，跟著試驗技術及計算機技術的發(fā)展和材料成形理論的深化，材料成形過程工藝設計方法正在發(fā)生著質的改變。
是猜測并保證材料被電爐熱加工過程質量的提高前輩手段，特別對確保樞紐大件一次制造成功，具有重大的應用背景和效益。
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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提高。但這一切都不能直接觀察到，間接測試也十分難題。
對應用高新技術改造傳統(tǒng)學科進而開拓新興工程技術具有重大意義。建立在工藝模擬、優(yōu)化基礎上的熱加工工藝設計技術，可以將“隱患”消滅在計算機擬實加工的反復比較中、從而確保樞紐大件一次制造成功。它使材料熱加工學科由“技藝”真正成為一門“科學”，它將推動材料熱加工理論、計算機圖形學、計算機金相學、計算機體視學、計算機傳熱學、計算機液體力學、并行工程等新興交叉學科的形成發(fā)展。這已為海內(nèi)外不少應用實例所證明。
研究領域涉及金屬材料的鍛造、鍛壓、焊接、熱處理等熱加工學科；物理化學、計算數(shù)學、材料成形理論、傳熱學、傳質學、流體力學、固體力學、金屬學、金屬物理學等技術基礎學科；計算機應用、測試技術、網(wǎng)絡技術、新材料等高新技術學科。管式爐因為用傳統(tǒng)的熱加工工藝對這樣的巨形工件進行處理是存在較大危險的，所以只能憑經(jīng)驗采用試制的辦法．由于現(xiàn)在還無法對材料內(nèi)部宏觀、微觀結構的演化進行理想控制，因而發(fā)生多次大件報廢的重大事故，投入使用的大件，良多也是帶傷運行。
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