300M钢在航空航天领域内被广泛用于制造各种关键结构件,国内外学者对其微观组织演变开展了大量的实验和理论研究,取得了众多成果。但是,这些研究大多集中在建立基于实验数据的数学模型或基于物理化学机制的理论模型,对热变形过程中微观组织形貌及演变过程的研究较少,而成形过程中的微观组织演变对控制工件性能有着重要作用。从晶粒演化的角度深入探讨高强钢微观组织演变机制,从而建立微观组织演变模型,实现对高强钢微观组织演变过程的精确模拟,对高强钢微观组织控制具有重要意义。因此,本文基于元胞自动机方法模拟300M钢在不同变形条件下的微观组织演变过程,对模拟结果进行分析讨论,并结合实验数据对比验证。首先,在Gleeble试验机上开展了300M钢等温压缩实验,得到300M钢在应变速率为0.01¹0s^-1和变形温度为1050¹150℃条件下的应力应变曲线。基于实验数据和回归分析方法,建立了300M钢的高温流变应力模型,提取出建立元胞自动机模型所需的材料参数。然后,结合晶粒长大过程中热激活理论、晶界曲率驱动机制和能量耗散理论建立了300M钢保温过程晶粒正常长大CA模型。采用该CA模型模拟保温温度为1050¹150℃条件下晶粒长大过程,对长大过程中晶粒形貌演变、长大动力学、拓扑学统计和晶粒尺寸分布进行分析讨论。将模拟结果与300M钢保温实验统计得到的平均晶粒尺寸进行对比,平均误差为3.7%,原位实验中观察到晶粒长大是由晶界迁移实现的,与模拟晶粒长大过程一致,验证了模型的正确性。最后,引入位错密度变化模型、动态再结晶形核和长大模型建立了300M钢动态再结晶CA模型。动态再结晶初始组织由晶粒正常长大CA模型生成,采用动态再结晶模型模拟了在应变速率为0.01¹0s^-1和变形温度为1050¹150℃条件下的动态再结晶微观组织演变过程,并分析不同应变、应变速率和温度对微观组织演变的影响。模拟结果与热压缩实验获得的晶粒形貌相似,平均晶粒尺寸误差在11.844%以内。说明该模型能够正确地反映300M钢动态再结晶的微观组织演变过程,能为300M钢热加工工艺提供一定的指导作用。