锻造可以改善组织缺陷，铸造可以制造复杂内腔结构件
现代工业应用的机械装备大多是由金属零部件装配而成，大部分机械零件由于形状复杂或者加工精度和表面质量要求较高，难以采用单一的方法直接生产，通常先用锻压、铸造或焊接等方法制成毛坯，再经过切削/磨削加工的方法制成所需的零件。
另外，为了易于进行切削/磨削加工和改善零件的某些性能，中间常需穿插不同的热处理工艺，如需进一步改善零件力学性能或其他物理、化学性能，还会利用表面处理手段来改变零件表面化学成分及分布。最后，将各种零部件按照规定的技术要求装配起来，经过调试和检验后即可得到机械装备成品。锻铸在航空航天、武器装备、船舶制造、能源设备、工程机械、轨道交通等产业中起着支柱性作用，是现代装备制造工业的基石，为国民经济和国防工业的发展做出了巨大贡献。
锻造是金属固态下的塑性变形,铸造是利用液态金属充型。锻造是利用锻造设备对金属坯料施加外力，使其产生永久性塑性变形获得具有一定微观组织和性能、形状和尺寸零件的加工方法。锻造常与冲压工艺合称为锻压，两者都属于塑性成形，主要区别在于坯料供应形式不同，通常将以锭料或棒料为坯料的锻压称为锻造，将以板料为坯料的锻压称为冲压。铸造是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、压力、离心力或电磁力等外力场的作用下充满铸型，凝固后获得一定形状、尺寸与性能铸件的成形方法。
金属材料经过锻造后，可以改善组织缺陷，具有优异的综合力学性能。金属材料经过锻造加工后，其中的气孔、缩松等缺陷被压合在一起，并使粗大的晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高锻件的力学性能，因此锻件的力学性能一般优于铸件。此外，在零部件设计时，若正确选用零部件的受力方向与纤维组织方向，还可以提高锻件的抗冲击性能。因此，锻件主要用作承受重载和冲击载荷，如机床主轴、传动轴、齿轮、曲轴、弹簧、锻模等。
铸造工艺具有适用范围广，加工余量小的优点，在现代装备制造中具有很高的占比。铸造工艺几乎不受形状、尺寸、重量和材料类型的限制，加工余量小，在复杂内腔零部件制造中优势显著，常用于承压为主而形状复杂的零件，如床身、立柱、箱体、支架和阀体等。铸造在现代装备制造中具有很高的占比，例如在机床、内燃机的零件中，铸件质量占总质量的70%~90%;在煤矿机械中，铸件质量占比为60%~70%;在农业机械中，铸件质量占比为40~70%。
锻造和铸造涵盖多种衍生工艺、各有适用场景
1、锻造常分为自由锻、模锻和环锻
锻造生产过程主要包括下料、加热锻打成形、冷却、热处理、表面处理和检测。在锻造过程中，目标是尽力创造有利的变形条件，充分发挥金属的塑性，降低其变形抗力，消耗最少的功，耗费最少的材料，达到最佳的综合效果。这既取决于被锻金属本身性质，又取决于加工条件，因此对金属性质的理解、加热温度的控制、锻打程序的优化、冷却环境的确定以及热处理和表面处理方法的选取等在锻造工艺中十分重要。
锻造主要可以分为自由锻、模锻、环锻三类。自由锻一般是指借助简单工具对铸锭或棒材进行墩粗、拔长、弯曲、冲孔、扩孔等方式生产零件毛坯;模锻是指金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件;环锻又称为环形轧制，是借助环机使环件产生连续局部塑性变形，进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。
2、铸造包含砂型铸造和特种铸造
(1)铸造工艺流程长，质控难度大，经济效益与成品率挂钩
铸造工艺可以分为四个基本环节。铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能铸件的工艺过程。下面以应用最为广泛的砂型铸造为例，铸造工艺可以分为四个基本环节，即铸造金属准备、铸型准备、浇注冷却和铸件处理。
铸造金属准备的基本要求是优质、低耗和高效。铸造金属准备环节包括准备炉料和熔炼金属，熔炼金属不仅是单纯的熔化，还须使浇进铸型的金属在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。若控制不当会使铸件化学成分和力学性能不合格，并可能产生气孔、夹渣、缩孔、冷隔和浇不足等缺陷。有时为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。铸造工艺的耗能较高，其中金属的熔炼与保温占铸造能耗的50%以上，选择合适的熔炼设备对于降低能耗、提高效率和优化成本十分重要，熔炼金属常用的设备有冲天炉、感应炉、坩埚炉等。
铸型准备是铸造生产中最复杂的工序，直接影响铸件的质量。不同的铸造方法有不同的铸型准备内容，以砂型铸造为例，铸型准备包括材料准备和造型造芯两大项工作，铸件的精度主要取决于这道工序。将上型、下型、型芯等部分组成一个完整铸型的操作过程便是合型，是浇注前的最后一道工序。
铸件处理包括落砂清理和质量检验，铸件有3个质量等级，等级以外的为不合格品。落砂是从砂型中取出铸件的操作，落砂后的铸件必须经过清理，才能使铸件外表面达到要求。清理工作主要有切除浇冒口、清除砂芯、清除黏沙和铸件修整，清理完的铸件要进行质量检验，检验方法取决于铸件的质量要求，常用的质量检验方法有外观检测、无损探伤检验和理化性能试验。我国铸件质量分等通则规定，铸件质量可分为内在质量和外观质量，内在质量是指:力学性能、化学成分、金相组织和内部缺陷等，外观质量是指:尺寸公差、表面粗糙度、浇冒口残留量、重量公差、焊补质量、表面缺陷等，按铸件质量要素的等级标准可以将铸件分成合格品、一等品和优等品共三个质量等级。在质量等级以外的铸件称为不合格品，不合格品也称不良品，可分为废品、次品、返修品和回用品(回炉料)。
(2)铸造类型繁多，熔模精铸是航空航天装备制造的最优化成形工艺
特种铸造以砂型铸造为基础创造而来,可以满足零部件的特殊要求。砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的铸造方法，它具有成本低，灵活性大、适应面广的优势，世界各国用砂型铸造方法生产的铸件占铸件总产量的70%-80%。虽然砂型铸造应用普遍，但存在铸造尺寸精度低、表面粗糙度值大和铸件内部质量差等问题。为了改善这些缺陷，满足一些零件的特殊要求，人们在砂型铸造的基础上，通过改变铸型的材料、模型材料和金属液充型形式或冷凝条件等又创造了许多其他的铸造方法，被统称为特种铸造。
特种铸造各有优越之处,但也存在一定的适用范围。常见的特种铸造有熔模精铸、消失模铸造、金属型铸造、石墨型铸造、离心铸造、压力铸造、反重力铸造、连续铸造等，其中反重力铸造根据施加压力形式的不同，可以分为低压铸造、差压铸造、调压铸造及真空吸铸。每种特种铸造方法，在提高铸件尺寸精度和表面质量、改善合金性能、提高劳动生产率、改善劳动条件和降低铸造成本等方面各有其优越之处，但铸件的结构、形状、尺寸、质量、材料种类往往受到一定限制。
熔模精铸是航空航天军工装备制造的最优成形工艺。当前，国内外航空航天军工装备一体化轻量设计、低成本批量制造、结构特性愈趋复杂已成为发展的统一趋势。传统的砂型铸造无法实现复杂构件的精准成形，金属型铸造、V法铸造当前只适宜于结构简单部件(环状结构、锥状结构、框梁类结构等)的批量化制造。压力铸造(高压)虽在轨道交通领域应用广泛，但其内部组织较其他成形工艺在疏松、气孔等缺陷上问题严重。石膏型铸造由于铸型导热系数偏低，产品整体机械力学性能不高。综合批量制造成本、产品生产周期和结构精准化成形等因素,对比各种凝固成形制造工艺,熔模精密铸造是最优化匹配的成形工艺，同时可以结合材料体系选择，实现结构部件的材料减重与结构减重双向轻量化设计。
(三)高端装备对高性能、轻量化和低成本的强烈诉求，牵引高端锻铸工艺快速发展
高端装备制造处于价值链高端和产业链核心环节，决定着整个产业链综合竞争力的战略性新兴产业，是现代产业体系的脊梁。在调整产业结构的背景下，高端装备制造业被认为是七大新兴产业中资金最密集、产业链最完备、见效最快的产业之一。高端装备主要包括传统产业转型升级和战略性新兴产业发展所需的高技术、高附加值装备，高端装备的重点领域和方向包括航空航天装备、航发与燃机装备、卫星及应用、海洋工程装备等。高端装备对高性能、轻量化和低成本的诉求愈发强烈，牵引着高端锻铸技术快速发展。本文所指的高端锻铸工艺主要是指面向高端装备难加工材料零部件高效制造的，所生产的产品具有高性能、高可靠性、高附加值的锻铸工艺。高端装备对零部件高可靠和长寿命的要求主导着锻铸造工艺的改进方向。高端锻铸工艺可以在获得复杂构件形状的同时,通过从材料到最终构件的全工艺过程调控改善构件内部组织及综合力学性能。同时，高端锻铸工艺能制造整体结构，提高装备适应各种苛刻载荷和保持性能长期稳定性的能力，满足武器装备高可靠性和长寿命的要求。
航空、航天和武器装备对轻量化的永恒追求对锻铸工艺提出了更大的挑战。例如，先进飞机要求结构重量系数在27-28%,先进航空发动机更是迫切需要减重，以提高推重比。通过优化结构是实现轻量化的重要途径之一，即采用适合于不同载荷的合理结构，根据结构承受的载荷形式及大小，合理地分配材料，把材料放到最能发挥承载能力的位置。典型轻体结构形式有空心变截面、薄壁曲面、多层结构、变厚度、薄壁高筋、整体结构等。轻质材料本身具有难成形特点，同时轻体结构还具有复杂形状特征，两者的耦合也大幅提升了制造的难度，对锻铸工艺提出了更大的挑战。
高端装备制造关于经济性的需求对锻铸工艺提出了新要求。长期以来,对于复杂构件多采用简单形状毛坯通过机械加工获得最终形状构件，这不仅浪费大量材料，还导致制造周期长、效率低、成本高，对钛合金、高温合金和金属基复合材料构件，机械加工成本更高。因此，这要求锻铸造工艺从毛坯成形到近净成形转变。
欧美等工业发达国家在研发和应用高端锻铸工艺上富有成效。欧美等工业发达国家在发展锻铸理论基础上，结合先进计算机技术，综合应用材料、自动控制、机械等方面的新成果，研制并采用了各种高端锻铸成形技术，对复杂的锻铸成形工艺过程进行数字化控制，以实现复杂构件整体化、近净成形及成形改性一体化，向武器装备提供小余最或无余量的毛坯和零部件，大幅降低产品成本，缩短周期，提高零部件使用性能和武器装备的寿命。2022年，美国国防部发布报告《SecuringDefenseCriticalSupply Chains》提出，要进一步制定锻造和铸造国防工业战略，研发新的锻铸工艺，加大投资力度。
高端锻造已成为高端装备零部件制造主流工艺
(一)锻件在高端装备中应用比重高且承担着关键作用
锻件是构成飞机骨架的主要承力构件。飞机锻件一般用作受力状态复杂、工作条件恶劣的关键零部件,锻件制成的零件重量约占飞机机体结构重量的 20%-35%,是决定飞机的性能、可靠性、寿命和经济性的重要因素之一。大型民机机身结构件产品包括飞机机体的框、梁类结构件，具体有飞机舱门部位的门框锻件，机头部位的风挡边框锻件，机翼与机身部位的连接件，机翼部位的边条、承力梁、框锻件，发动机吊挂系统锻件，机身承力框锻件，转向舵部位的转轴梁锻件;直升机结构件主要包括发动机系统锻件、传动箱系统锻件、桨毂系统锻件、机身结构锻件、起落架锻件和武器吊挂系统锻件。
飞机起落架系统结构件也大量采用锻件。现代飞机的起落架(机轮、制动装置、减振系统、支柱和相应的收放机构)是飞机的主要组成部分之一，它占飞机总重量的3.5%-5.0%,占飞机结构重量的15%-20%。起落架承受起飞着陆及滑行和停放时地面给飞机的反作用载荷，缓和飞机着陆及在不平地面上运动时的撞击，它的工作性能的好坏，直接影响着飞机的起飞和着陆性能。起落架系统结构件包括飞机主起系统和前起系统，包括外筒、活塞杆锻件，扭力臂、斜支撑、支架、后支架等锻件。
锻件制成的零件重量约占发动机结构重量的30%-45%，包括环形锻件、盘锻件和叶片锻件。航空难变形金属材料环形锻件主要应用于航空发动机的风扇、压气机、涡轮和燃烧室等四大部件中，按照安装位置和功能可以分为机匣、安装边、封严环、各类支承、承力环、盘轴、壳体等部件，主要起包容、连接、支撑、传动、密封等作用，是航空发动机中的重要零部件。盘锻件有压气机盘和涡轮盘，而叶片锻件包括风扇叶片、压气机动叶和静叶，主要位于发动机冷端。