径向锻造是在传统自由锻的基础上发展而来的一种拔长类特种锻造工艺技术,在船舶、军工、航空航天、轨道交通等装备制造领域有很广阔的应用前景。企业在使用SMX-p型径向锻造机对Φ600mm的圆坯进行锻打时,产品存在着严重的端面缩口缺陷,造成材料和能源的极大浪费,而目前针对大型圆坯锻件的径向锻造工艺及微观组织的演变规律的研究较少。本文在热力耦合的塑性成形有限元理论和42CrMo钢的微观组织演变模型的基础上,在Deform软件中建立起关于42CrMo钢材料的径向锻造过程的宏微观耦合的有限元模型。首先,通过数值模拟分析初始工艺条件下端面缩口缺陷的形成过程,并确定了首次送进量、各道次的压下量安排和摩擦因子是影响端面缩口缺陷的主要因素,在最大锻造载荷范围内,确定了主要工艺参数的组合范围。其次,分析了不同的轴向送进速度、各道次压下量安排以及摩擦因子对锻透性及均匀性和锻件心部轴向应力状态的影响规律。在大型圆坯的径向锻造过程中其心部始终存在着轴向拉应力的区域,所以对不同形式的锤头进行了研究以降低锻件心部的峰值轴向拉应力和拉应力区域的长度。最后,分析了在初始工艺条件下径向锻造过程中微观组织的分布情况,并研究了轴向送进速度、首次送进量、各道次压下量安排和摩擦因子对锻件心部微观组织演变的影响规律。本文在锻造载荷范围内制定了改善端面缩口缺陷的工艺,同时锻件的锻透性和均匀性均有所改善,轴向拉应力的显著降低,获得了径向锻造过程中的微观组织演变及分布的规律。本文的研究对径向锻造成形过程中的工艺参数的优化、锻件质量的预测与控制提供了理论依据,尤其是为大型圆坯的径向锻造工艺制定提供借鉴。