制备兼具高尺寸精度与优异力学性能的零件已成为先进塑性成形技术的发展要求。难变形金属筒形件是航空航天发动机及舰船燃气轮机燃烧室中的核心部件,其精度及性能决定着发动机的整体性能。热强旋成形是制备难变形金属薄壁筒形件最有效的方法之一。在难变形金属筒形件热强旋过程中宏观成形、热传导及微观组织演变之间存在着复杂的交互作用,对成形精度与组织性能产生重要影响,因此,对难变形金属筒形件热强旋过程的形/性一体化控制研究是实现难变形金属筒形件高精度、高性能、低成本制造亟待解决的核心科学问题。本文以典型的难变形金属Haynes230镍基高温合金为研究对象,着重研究其筒形件热强旋过程中材料的高温流变行为、宏微观耦合作用、微观组织演变规律、有利于形/性一体化控制的工艺条件及多目标优化等问题。首先针对筒形件热强旋过程形/性一体化控制研究的物理模拟试验所提出的要求,进行了高温平面应变压缩试验,建立了Haynes230合金的高温本构模型,对其材料流变行为进行了研究;针对热强旋过程中变形、传热、组织演变之间存在复杂交互作用的特点,以所建高温本构为材料模型,解决了移动热源、热传导、变形潜热、摩擦接触条件及运动关系的实现等建模关键技术问题,构建了动态再结晶分数、再结晶晶粒尺寸及平均晶粒尺寸等微观组织演变数值模型,并通过用户子程序的形式构建了变形-传热-组织演变耦合有限元模拟模型;针对热力耦合作用下难变形金属热强旋过程微观组织演变复杂的问题,以金属高温变形的物理机制为基础,建立了位错密度演变模型、动态再结晶动力学模型及晶粒长大模型等元胞自动机（CA）微观组织演变模型,并编程实现了筒形件热强旋过程微观组织演变CA模拟;针对难变形金属筒形件热强旋过程形/性一体化控制的问题,构建了功率耗散图与流变失稳图,并据此建立了基于动态材料模型的热加工图,以对其热塑性成形及微观组织演变机制进行协同研究;在以上理论研究基础上,进行了热强旋成形实验,研究了各工艺参数对宏观成形质量及微观组织性能的影响规律;针对宏观成形质量与微观组织性能协同研究这一多目标优化问题,进行了基于灰色关联度分析的难变形热强旋过程形/性一体化控制研究。针对高精度与高性能的要求,本文提出对难变形金属筒形件热强旋过程中宏观成形质量与微观组织演变进行协同研究,以实现对难变形金属筒形件尺寸精度与组织性能的形/性一体化控制研究。针对筒形件热强旋过程形/性一体化控制研究的物理模拟试验需要与热强旋过程应力应变状态相似及实现均匀大应变的要求,提出采用高温平面应变压缩试验作为热强旋过程的物理模拟试验。提出一种基于动态材料模型热加工图的难变形金属热强旋过程形/性一体化控制方法,以通过对功率耗散与流变失稳分析,获得有利于热塑性成形及微观组织演变的一体化控制条件。通过上述研究,本文基于物理模拟试验获得了Haynes230合金的高温流变特征,结果表明,应变补偿Arrhenius高温本构模型能准确表征Haynes230合金高温流变行为。通过变形-传热-组织演变耦合有限元模拟及微观组织演变元胞自动机模拟,揭示了难变形金属热强旋过程中晶粒形态、位错密度、动态再结晶分数等的演变规律,结果表明,旋压温度在1100℃以上时能获得细小、均匀、等轴的完全动态再结晶组织,且随着温度的升高晶粒有所长大、随着进给比和减薄率的增大平均晶粒尺寸呈减小的趋势。构建了Haynes230合金的动态材料热加工图,结果表明,有利于塑性成形和动态再结晶的形/性一体化控制的工艺条件为?（5）<0.295、T>1050℃。热强旋成形实验研究表明,旋压件的室温屈服强度、抗拉强度分别提高187.0%-253.0%、74.0%-89.7%,但延伸率仅为坯料的11.83%-23.1%;在800℃时的高温屈服强度及抗拉强度分别最大提高了65.1%和46.5%,延伸率基本不变。采用宏微观耦合模拟、微观组织演变元胞自动机模拟及试验研究的方法,获得了热强旋过程中的晶粒细化机制主要是晶界弓出的不连续动态再结晶晶粒细化为主,以位错缠结形成位错胞的晶内细化为辅。基于灰色关联度对宏观成形质量与组织性能进行多目标优化,结果表明,旋压温度T=1100℃、进给比f=0.6mm/r、减薄率Ψt=80%时,可获得精度与组织性能兼优的热强旋筒形件,实现了难变形金属热强旋过程的形/性一体化控制。