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热处理是决定大型锻件使用性能的关键工艺环节，但由于大型锻件锻后热处理具有工序多、加热和冷却缓慢及组织遗传特征，使得锻态的混晶组织在锻后热处理过程中得不到有效抑制。造成锻件力学性能下降，而且使锻件超声波探伤时的波形出现草状波，干扰缺陷信号，造成判断困难。因此在进行最终热处理前，必须进行预备热处理以抑制组织遗传，细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。从调研结果看，两次或多次高温正火、多次高温回火、临界区高温侧正火、奥氏体再结晶等工艺都有较好的消除组织遗传、细化晶粒的效果。本文以30Cr2Ni4MoV大型转子钢材料作为研究对象，采用适用于大型锻件生产的三次高温正火、高温回火和临界区高温侧正火三种预备热处理工艺方法进行不同工艺参数条件下的试验与组织观察，对比、分析其消除组织遗传、细化晶粒的效果及其机理，找出一种切断大型锻件粗大组织遗传的最佳工艺方法，以达到有效消除混晶、细化晶粒、提高机械性能之目的。研究发现，30Cr2Ni4MoV大型转子钢锻件在AC1-AC3之间进行加热保温，其奥氏体化过程中会形成片状和球状两种形态的奥氏体晶核。在靠近AC1的低温侧（690℃-750℃）片状奥氏体晶核的形成和长大占优势，片状奥氏体晶核有恢复母相位向和大小的能力，在此温度区间长时间加热保温会造成原始粗大奥氏体晶粒大小、形状和位向的恢复；在AC1-AC3的高温侧（750℃-790℃）球状奥氏体晶核的形成和长大占优势，在此温度区间长时间加热保温会形成大量的球状奥氏体晶核，球状奥氏体晶核与母相无位相关系，所以能够阻断原始粗大晶粒的遗传，消除混晶，细化晶粒。对细化晶粒、消除混晶工艺方法的研究发现，对于原始组织为马氏体，晶粒度为1级的试样，经三次高温正火处理后晶粒度能达到7级，但是处理后仍有一定的混晶存在；经过适当温度多次高温回火处理后，粗大的奥氏体晶粒有一定程度的细化，经580℃×10h二次回火后晶粒细化至5级，混晶面积大大减少；经两次高温侧正火处理后晶粒度可达到8级，混晶面积亦大大减少。