强力旋压由于具有成形产品精度高、表面质量好、材料利用率高等特点，因此广泛应用于航空航天、武器装备、石油化工和交通运输等行业。随着精密塑性成形技术的不断发展，不但要求所制造的产品尺寸精度、材料利用率高，而且要求产品具有较高的使用性能。进入21世纪以来，随着纳米/超细晶技术的不断发展，采用强烈塑性变形技术来制备纳米或超细晶块体材料，已经成为越来越多科学工作者研究的一个热门课题。研究表明：采用强烈塑性变形制备纳米或超细晶金属材料，具有很多优良的使用性能和很好的应用前景，被看作是实现块体金属纳米或超细晶化最有效的途径之一。本文借助MARC有限元软件对错距旋压、等距旋压和对轮旋压进行有限元数值模拟，并在此基础上，设计旋压所需的工艺装备和制定相应的试验方案来研究强力旋压大变形后旋压件的尺寸精度以及其显微组织和力学性能的变化情况。本文的主要研究内容及结论如下：1、借助于有限元数值模拟软件（MARC），以20钢为研究材料，采用错距旋压、等距旋压和对轮旋压的成形方法，研究旋压成形时旋压件变形区的等效应力、应变和旋压件壁厚的分布规律，从而选取一种等效应力、应变差最小的强力旋压成形方法，为后续试验奠定基础；模拟结果表明：对于旋压件的内、外表面等效应力、应变差和壁厚偏差，对轮旋压远小于错距旋压和等距旋压，而错距旋压略小于等距旋压。2、根据管坯材料的尺寸、力学性能并结合相应的旋压理论知识和数值模拟结果，设计出对轮旋压成形试验所需要的工艺装备（旋轮、夹紧装置）等，并以20钢和H62黄铜管坯为坯料，采用对轮旋压成形和再结晶退火工艺相结合的方法，研究旋压工艺参数对旋压件的尺寸精度及表面质量的影响规律；试验结果表明：随着减薄率的不断增加，旋压件的壁厚均匀性不断得到改善、扩径率和椭圆度不断增加、表面粗糙度不断减小。3、借助光学显微镜（OM）等分析技术研究不同减薄率及再结晶退火工艺对材料的微观组织演变及晶粒细化的影响规律；试验结果表明：随着减薄率的不断增加，原始的等轴晶粒会被不断拉长，并得到取向有序的显微组织；另外，经过剧烈塑性变形（减薄率约为90%）的20钢和H62黄铜旋压件分别在580℃和650℃下退火，随着退火时间的不断延长，被拉长的细长状晶粒在保温1h后得到较均匀的细小等轴晶粒（平均晶粒尺寸分别约为0.6μm和10μm），进一步延长保温时间，等轴晶粒不断长大成粗大的晶粒。4、对不同减薄率及再结晶退火后的旋压件进行力学性能试验研究，结果表明：随着减薄率的不断增加，旋压件的强度、硬度不断升高，塑性不断降低；20钢和H62黄铜旋压件分别在580℃和650℃下退火，随着退火时间的不断延长，旋压件的强度、硬度不断降低，塑性不断升高；且保温时间为1h的20钢和H62黄铜旋压件，其综合力学性能最佳（20钢：抗拉强度为640MPa，维氏硬度值为201HV，伸长率为21%；H62黄铜：抗拉强度为490MPa，维氏硬度值为155HV，伸长率为23%）。