近些年来,随着国家在科学技术方面的支持与发展,我国的锻造技术也得到了快速的提升。但是大型钢锭的锻造工艺设计在生产应用中,国内大多数的工厂仍然采用的是传统生产中积累的经验和大量试验来解决问题,这不但造成了资源浪费、工艺复杂、锻造效率低,使得生产成本增大,而且无法保证锻材的质量。因此,针对于大型锻材的锻造工艺方面存在的上述等问题,本文依托于“十三五”国家重点研发计划“高性能工模具钢及应用”项目之“系列高品质模具钢的热加工与组织调控关键技术”开展了利用有限元模拟方法研究大截面锻材的高等向性锻造技术。本文以3Cr2MnNiMo塑料模具钢为模拟锻造的研究对象,分析了 3Cr2MnNiMo塑料模具钢的化学成分和铸态组织,研究了锻造工艺对钢锭的铸态组织和性能的影响。3Cr2MnNiMo塑料模具钢属于中碳合金钢,铸锭边部的组织比心部组织致密;铸锭经过锻造之后,碳化物的分布更加均匀,使粗大的柱状晶粒变成新的等轴细晶粒,空洞和微裂纹等缺陷在镦拔过程中消除,使钢锭的的塑性、韧性增加,力学性能得到提高。模具钢的均质性和等向性是模具钢坯料的两个重要性能指标,锻造比和锻造变形率是衡量锻造过程中金属变形程度的一种方法,两者在实际锻造中的测量精度较低,而且存在方向性不足;本课题在有限元模拟的基础上,提出了方向累积变形功这一新的锻件变形衡量制度;通过计算坯料模型中的所有单元在整个锻造过程中的X、Y和Z三个方向上累积的变形功,将X、Z方向和Y方向（主变形方向）的累积功作比值,通过该比值的大小来衡量锻件的等向性高低;采用方向累积变形功的比值作为衡量等向性的指标既可以弥补仅采用锻造比的不足,还能考察锻造比是否合理。根据实际锻造工艺过程制定了轴向反复镦拔法和径向十字锻造法的工艺方案,利用ABAQUS有限元软件建立了整体锻造和分段锻造模型,实际锻造坯料尺寸为Φ500×1000mm,本文采用缩小比例的方法,将坯料模型尺寸按1:5的比例缩小为Φ100×200mm。分别模拟了轴向反复镦拔法和径向十字锻造法对3Cr2MnNiMo塑料模具钢的锻造过程;在整体锻造模型中,采用轴向反复镦拔法两镦两拔工艺的坯料温度场、应力场分布更加均匀,裂纹产生的的可能性小,锻件表面的成形质量高,方向累积变形功比值的平均值达到了 0.775。因此,通过整体锻造模型的模拟结果,初步确定了总锻造比为8的轴向反复镦拔法的两镦两拔工艺是一种提高锻件等向性的锻造技术。在坯料分层建模的分段锻造模型中,仍然是轴向锻造锻件的成形质量高,3Cr2MnNiMo塑料模具钢的方向累积变形功比值的平均值达到了 0.930,而且两镦两拔的成形质量和等向性都高于一镦一拔工艺。所以由分段锻造模型可以得出,总锻造比为8的轴向反复镦拔法的两镦两拔锻造工艺是一种可以使塑料模具钢获得高等向性的锻造技术。综合整体锻造模型和分段锻造模型的模拟结果,制定出镦粗比为2,拔长比为2,总锻造比为8的轴向反复镦拔法的两镦两拔锻造工艺是一种可以使3Cr2MnNiMo塑料模具钢大截面锻材获得高成形质量、高等向性的锻造技术。