大锻件通常用来制造大型结构件和重要承载零部件。随着电力、钢铁、石化、国防等行业的发展,大锻件的需求量越来越大。最近十年,我国大锻件的需求量将持续在一个高点,其中大型电站设备又将是需求的主要市场。但是,由于我国工业起步较晚,大锻件的制造能力难以达到要求,因而许多大锻件需要从国外进口,这不仅加重了各行业的负担,还使我国难以掌握关键性技术,限制了行业的发展。所以如何提高大锻件的生产能力将是我国面临的一个难题。大锻件的生产采用热加工,以便降低加工载荷。大锻件成本极高,一般不允许锻造失败,因此,研究大锻件材料热变形特性(流动应力和微观组织演变规律),将所建立的模型运用于计算机模拟,可以代替部分大型锻造试验,是研究大锻件成形规律、实现“控形控性”目标的最有力手段之一。本文选取我国生产低压转子的大锻件材料30Cr2Ni4MoV钢作为研究对象,通过热模拟压缩试验和定量金相试验获得大量的数据,从而建立了该种材料的高温流动应力模型和微观组织演变模型。通过将30Cr2Ni4MoV试样在Gleeble-3500热模拟机上进行热压缩试验,得到其真应力-应变的试验数据。30Cr2Ni4MoV钢在高温下的流动应力曲线具有典型的动态再结晶特征。针对流动应力随变形而变化的两个阶段,将材料的流动应力曲线分成加工硬化-动态回复阶段和动态再结晶阶段。建立模型时,认为变形温度决定了原子的扩散能力和位错移动的驱动力,变形速率决定了位错密度和晶界能的积累速度,借助Zener-Hollomon参数建立了各个特征变量的数学表达式,确立了该种材料的高温流动应力模型。并通过对动态再结晶阶段的流动应力分析,确立了该种材料的动态再结晶动力学模型。通过对试样进行定量金相分析,测量出30Cr2Ni4MoV试样在不同变形条件下的动态再结晶晶粒尺寸。认为动态再结晶晶粒尺寸只取决于变形条件,而与原始晶粒大小无关,借助Zener-Hollomon参数,建立了30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶晶粒尺寸模型。通过对有限元软件MSC.Marc进行二次开发,将建立的流动应力模型和微观组织演变模型编写进热-力耦合程序,对30Cr2Ni4MoV钢热变形时应变、应变速率、应力、动态再结晶百分数以及动态再结晶晶粒尺寸的分布进行了数值模拟,并与实验数据对照,验证了本文建立模型的正确性。