近30多年来，随着计算机技术和数值计算方法的发展，有限元模拟方法在锻造加工方面得到广泛应用，并在锻造和热处理过程的数值模拟研究上都取得突破性进展。借助计算机模拟技术预测锻造加工中的微观组织演变，对指导实际生产具有重要意义。本论文的研究课题来源于广东省重大科技专项（2009A080304004）“船舶工业用大型锻件锻造减量化及余热能源利用技术的研究与产业应用”。本文选取大型锻件—35CrMo黄船某型战舰中间轴为研究对象，运用有限元软件Deform对其锻造和热处理过程进行了数值模拟，并针对锻造和热处理过程中的晶粒度变化进行了软件的二次开发、实验验证等方面的研究。本文的研究内容和主要结论如下：（1）在windows平台上，对现有的Deform软件进行了二次开发，利用软件自带的用户子程序功能和Absoft Fortran软件，插入了德国Aachen大学的R.Kopp教授提出的再结晶模型，使其具有晶粒度模拟的功能。（2）对大型锻件的锻造和热处理过程进行了数值模拟。从模拟结果上看，在锻造过程中，随着送进量的增加，晶粒尺寸有减小的趋势；随着压下率的增大，晶粒尺寸也有减小的趋势。为了获得细小晶粒，实际锻打时，应保证有足够的送进量；优化后的加热规范不仅可以得到细小晶粒，而且始锻温度低，加热时间缩短了4%，约0.43h，在降低能耗上起了一定的作用。（3）进行热处理时，在影响晶粒和组织遗传的各因素中，加热速度最显著，加热方式次之，保温时间和冷却方式对其影响较小。并且淬火保温时间缩短了30分钟，进一步降低了能耗。通过对锻造工艺和热处理工艺之间协同关系的研究，发现保证充分的送进量和压下率可以很好地促进热处理工艺，进一步细化晶粒。（4）提取样品进行热处理实验。从实验上看，进行慢速加热时，35Crmo钢发生明显的晶粒遗传现象，反之，中速加热没有。为了防止晶粒遗传现象发生，应提高临界区的加热速度。