大型筒節是加氫反應器的關鍵組成部分，由于其長期工作在高溫、高壓和腐蝕的環境中，所以對其綜合力學性能要求極高。大型筒節通用的加工方法是自由鍛，生產效率低，為了提高其生產效率，中國設計了大型筒節軋機，將其應用于大型筒節生產。由于大型筒節壁厚尺寸大，軋制成形壓下率低，心部壓下率不足30%，如果熱塑性變形量未達到動態再結晶臨界變形量時，材料組織再結晶不充分，易出現混晶及粗晶組織，降低材料使用壽命。

　　科研工作者針對加氫反應器大型筒節經軋制成形后心部易出現混晶、粗晶組織和當前等溫式正火工藝熱處理周期長、能源消耗大兩大問題，從熱處理工藝入手，提出了臺階式臨界區正火熱處理方案，通過與傳統的等溫式正火熱處理制度下組織和力學性能的對比，得出2次臺階式臨界區高溫側正火為最佳的熱處理工藝。

　　研究結果表明：2次臺階式臨界區高溫側正火消除混晶和細化晶粒的效果優于等溫式正火，其熱處理后平均晶粒尺寸為18μm，混晶組織基本消除，回火后滲碳體球化和均勻化效果好；2次臺階式臨界區高溫側正火熱處理后材料的屈服強度、抗拉強度和-30℃夏比沖擊吸收功分別為681MPa、768MPa 和181J，綜合力學性能優于等溫式正火; -30℃沖擊斷口均為準解理斷裂，其低溫沖擊斷口塑性脊數量明顯多于等溫式正火熱處理，低溫沖擊吸收功較大; 與等溫式正火工藝相比，2次臺階式臨界區高溫側正火工藝可將正火保溫時間縮短30%，正火加熱溫度降低，大大降低了能源消耗。