为提高大型法兰叉头使用寿命、可靠性,从叉头调质热处理和叉头型腔结构着手,使用DEFORM软件对不同型腔结构的大型法兰叉头进行调质热处理应力模拟优化分析,新型腔结构试验件调质后的金相组织和力学性能检测结果表明,新型腔法兰叉头的叉头部位和螺纹副底部位置应力分布表现最优,同时金相组织和力学性能满足设计技术要求。