近年來，汽車行業(yè)獲得快速發(fā)展，全世界近五年產(chǎn)量每年平均增長 200 萬輛，我國汽車產(chǎn)量連續(xù)五年平均每年增長約 100 萬輛。汽車工業(yè)的快速發(fā)展，使得對汽車零件的需求量大大增加。而采用鍛造工藝生產(chǎn)零件具有消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷、優(yōu)化微觀組織結構、保存了完整的金屬流線、鍛件的機械性能較好等優(yōu)點。所以，每輛汽車上有數(shù)百種鍛件，分布在汽車的各個部位，大多數(shù)為受力零件和保安零件。汽車鍛件的特點是批量大、品種多、形狀復雜、質量要求高，然而長期以來，我國鍛造行業(yè)處于一種粗放狀態(tài)：能源和材料消耗高、生產(chǎn)效率低、環(huán)境污染嚴重。因此，為了滿足市場的需求，鍛件產(chǎn)品和鍛造生產(chǎn)須向復雜化、精密化和高效化的道路發(fā)展。

模鍛時根據(jù)鍛件主軸線與其他兩個方向尺寸的關系，可將鍛件分為兩大類，即短軸類鍛件和長軸類鍛件。長軸類鍛件主軸線方向的尺寸遠大于其他兩個方向尺寸，如汽車中的連桿、前軸、曲軸等。由于形狀較為復雜，在鍛造成形過程中容易出現(xiàn)折疊、充不滿、材料利用率低等問題。造成這些問題的主要原因是工程設計人員對鍛造成形過程中金屬流動情況不了解，通常以獲得符合外觀尺寸要求的鍛件為目的，依靠經(jīng)驗設計和多次試驗來制定復雜零件的鍛造工藝。另一方面，此類鍛件都是汽車中的關鍵部件，綜合機械性能要求高，而鍛件的綜合機械性能主要由鍛件的微觀組織決定的。因此急需在設計鍛造工藝時就能知道坯料在成形過程中微觀組織的變化情況，以確保能獲得具有良好微觀質量的鍛件。

隨著計算機技術的飛速發(fā)展，過去的三十年中，有限元法得到了廣泛的應用。在分析金屬塑性成形領域，使用有限元法對鍛造過程進行變形—傳熱—微觀組織演變相耦合的數(shù)值模擬。不僅能分析工件變形過程中不同部位的金屬流動、溫度、應力和應變分布情況，以及設備載荷等，還能進行微觀組織演化分析、預測，這樣可以分析零件成形過程中可能出現(xiàn)的缺陷問題，從而達到控制質量目的。