混晶作为大锻件主要组织缺陷，会使锻件性能降低，严重时造成废品。大型锻造一般分为制坯和成形锻造两个阶段，制坯过程由于热力学因素、变形及原始组织的不均匀性，必然造成组织的不均匀，从而对后期的成型锻造的组织控制产生直接影响。所以研究钢锭铸态粗晶组织在制坯过程的演变机制对大锻件热加工过程混晶形成机理及调控研究具有重要意义。本文从热加工源头入手，以转子钢30Cr2Ni4MoV钢锭材料为研究对象，采用物理模拟方法通过OM、SEM、EDS研究了钢锭原始铸态组织结构及其在锻前加热、保温过程与镦粗过程中的演变机制，并提出一种新的奥氏体晶粒混晶的评定方法。为大锻件热加工工艺的混晶调控提供科学依据。通过对30Cr2Ni4MoV钢原始铸态组织及其在加热保温过程演变的研究，明确了该钢锭的晶粒形态和混合形式，第二相大小和分布及其在不同加热温度下对晶核形成热力学及晶核长大动力学的影响，并揭示了不均匀铸锭组织在不同加热条件下的晶粒长大规律，得知30Cr2Ni4MoV钢铸锭试样加热晶粒长大过程中混晶的出现是由于原始铸态成分不均匀所导致。通过镦粗变形揭示了开坯过程中不同变形温度及变形程度下，铸态组织向锻态组织转变过程中粗大晶粒的细化机制，晶粒大小、混晶度与变形条件的关系。此外，通过对30Cr2Ni4MoV钢高温组织实验检测及数据处理，证实了本文提出混晶评定方法的可靠性。