非调质钢是一种通过控锻-控冷技术而使钢材不需要经过调质处理就能达到力学性能的材料。38MnVTi非调质钢作为汽车前轴和转向节锻件的常用材料,对它锻造性能要求很高。本文通过热模拟压缩试验研究了该材料在热变形中的变形行为,运用了本构方程、神经网络及显微组织等手段获得了Parasd和Murty判据的加工图,论文的主要研究内容及成果有:(1)分析了38MnVTi非调质钢应力-应变曲线的特征。达到峰值应力的快慢与变形温度的大小有关,变形温度越高达到峰值应力的时间越短;此外,应力达到峰值后曲线的平缓或下降与材料的软化机制有关,动态回复和动态再结晶能使材料发生软化,因而影响应力-应变曲线的走势。(2)研究了变形参数与流变应力的关系。通过回归分析的方法建立了峰值应力的本构方程,用于描述材料在变形过程强度量的最大属性;为了拓展本构方程的适用性,采用应变量的多项式表示材料常数,对Arrhenius双曲正弦形式的表达式通过引入应变进行修正,得到带应变的本构方程。(3)对比了本构方程与BP神经网络模型预测应力的精度。以应变、变形速率和变形温度作为输入信息并将应力作为输出信息,进行神经网络模型建模。训练后的神经网络模型其应力的预测精度比本构方程预测精度高。利用训练好的神经网络对变形温度为1050℃和1150℃下不同应变速率的应力进行预测。(4)构建了Parasd和Murty两种失稳判据的加工图并对其适用性进行了验证。对不同应变的加工图通过功率耗散系数及失稳区特征的分析,结合显微组织、硬度、拉伸测试对加工图进行验证。结果表明:制作加工图的应变必须选取稳态阶段,非稳态阶段的应变不能保证加工图的准确性;两种判据的加工图具有相似性,且Parasd判据的加工图失稳区与低的功率耗散系数有关,工艺设计时应综合考虑二者的失稳区及功率耗散系数特征。对于38MnVTi非调质钢,不能在高应变速率进行高应变量的成形,否则会导致组织失稳。经工艺优化后,该材料的最佳工艺参数为温度1100~1200℃,应变速率0.1~1s-1。