Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢作为电力装备大型发电机护环钢,具有良好的综合性能和抗应力腐蚀性能。目前,采用Mn18Cr18N电渣重熔钢锭生产护环,钢锭的纯净度高,致密性好,但是柱状晶发达,锻件经常会出现粗晶、混晶等现象,从而导致组织性能不均匀等质量问题。因此,本文以Mn18Cr18N电渣重熔钢锭为研究对象,采用热力模拟实验、组织测试分析和数值模拟相结合的方法,研究电渣重熔Mn18Cr18N钢的热变形行为及微观组织演变规律,进行热变形本构方程和微观组织演变模型的建立,对工艺过程的数值模拟分析研究,以期为电渣重熔Mn18Cr18N钢护环锻件组织性能提供理论基础和关键技术参数。首先采用Gleeble-1500D热力模拟试验机,进行了变形温度950℃-1200℃、应变速率0.001-1s^-1、真应变0.69变形条件下电渣重熔Mn18Cr18N钢的恒温热压缩实验,获得了该钢热变形应力-应变曲线。在此基础上,分析了该钢的热变形行为和特征参数。计算获得较高的热变形激活能为637.351KJ/mol,表明该钢动态再结晶迟缓;应力指数为4.95,说明该钢热变形由攀移机制所控制。通过流变曲线特征点的分析和模型化,采用了两阶段的Laasraoui方程建立了该钢的流动应力方程。采用金相法,分析了电渣重熔Mn18Cr18N钢热变形过程微观组织的演变过程,获得了热变形动态再结晶晶粒组织的演变规律,建立了动态再结晶动力学和晶粒尺寸演变模型,为该钢热变形微观组织的数值模拟提供了微观组织演变模型。将电渣重熔Mn18Cr18N钢热变形微观组织演变模型集成到Deform-3D模拟软件中,模拟分析了一次大变形量镦粗和三道次小变形累积镦粗过程中热力参数和微观组织演变规律,并进行了实验验证。结果表明,对电渣重熔Mn18Cr18N钢进行道次间保温的三道次小变形累积镦粗工艺的锻造,可以获得细匀化的晶粒组织,并使高温铁素体弥散溶入基体组织,获得较高的综合力学性能。