大型模锻件的制造水平和能力对国家航空事业发展有至关重要的推动作用,也是一种国家制造能力的体现。然而由于美、俄、法等发达国家对我国的技术封锁,使我们的航空大型模锻件的成形成为了卡脖子的难题。为了推动我国大飞机项目以及增强我国国防军事装备实力,2013年中国二重完成建设800MN大型模锻压机。对于大型航空锻件的锻造与普通尺寸的锻造不同,其体积过大将不易于实现组织均匀,从而将可能导致航空锻件性能不稳定,最终对飞机安全性造成致命影响。因此,本文结合材料的微观组织演化规律对大型航空模锻件的模锻成形过程进行仿真模拟,实现模锻件成形组织演变可视化,形成典型大型航空模锻件材料研究、模锻设计、制坯、模具设计等成套工程技术。本文以大飞机用TA15钛合金长梁锻件、300M高强钢起落架锻件两种典型模锻件为研究对象,利用先进的热模拟等物理测试手段,对大型航空构件用钛、高强钢等材料热加工性能进行高温条件下的材料流变特性研究,并且获取相应的大锻件所需的材料的真实应力应变数据;根据这些数据构建了TA15和300M合金的本构模型,动态再结晶模型,并应用于大型航空锻件的有限元模拟中,预测大型锻件在热成形过程中显微组织演变规律;本文首次通过结合微观组织的锻造成形模拟对大型航空模锻件进行仿真,结合微观组织的状态与材料宏观性能间的关系,成功对TA15钛合金、300M高强钢等对加工参数敏感的材料进行优化的加载工艺识别,并优化了航空锻件的预制坯和锻造成形工艺。最后通过典型试验件的研制,使得突破的制造技术得到进一步应用和推广,为国家重点型号飞机研制提供了保障,对国家航空工业发展至关重要。