重型机械、发电设备、石油化工、船舶制造等行业中一些关键零部件是由大型环件构成。大型环件生产中毛坯的好坏对后续的轧制成形有着决定性的作用,大型环件的毛坯是由铸锭制坯而成,由于铸锭内部冷却与凝固过程不均匀,导致其化学成分、组织状态分布极不均匀及缩孔、疏松、偏析和夹杂物等缺陷,必须通过锻造工艺改善其缺陷,传统的制坯工艺容易出现变形不均匀、外观质量差等缺陷,导致最终的大型环件报废。本文基于有限元软件对大型42CrMo铸锭的镦粗成形工艺和304L不锈钢的锻棒工艺进行了研究,研究结果为大型环件的制坯工艺提供指导。对于大型42CrMo铸锭的镦粗成形工艺：建立两步镦粗成形工艺和三步镦粗成形工艺的热力耦合模型。通过模拟仿真,揭示了锥形结构砧参数(L值、锥角)对镦粗后毛坯的变形情况、鼓形系数的影响规律,研究了两步法镦粗成形工艺和三步法镦粗成形工艺过程中毛坯的等效应变分布规律、金属流动规律、应力值规律、成形载荷的变化规律,与平砧镦粗成形工艺进行对比,发现采用锥形结构砧的镦粗工艺能够使镦粗后毛坯变形更加均匀,外形质量更好,内部应力状态更好。对于304L不锈钢的锻棒工艺：针对实际过程中大型304L不锈钢环件出现的粗晶问题进行分析,提出增加锻棒工艺来改善铸锭的性能。通过有限元软件模拟了锻棒工艺,根据模拟的结果,制定出锻棒工艺的具体步骤,通过实际轧制生产,最终解决了大型304L不锈钢环件粗晶问题。