车轴是铁路运输的关键零件之一,高速及重载是其主要的工况特点,其产品性能直接决定了人民财产及生命安全,因此,对车轴的性能要求极高。车轴热成形阶段的塑性损伤是其在运行阶段产生疲劳裂纹最直接的根源。因此,研究车轴钢在热成形过程中的塑性损伤机理对于提高车轴质量具有重要意义。本文以34CrNiMo6钢为研究对象,利用实验与ABAQUS有限元模拟相结合的方式,研究了材料在热成形过程中塑性损伤的形成机理。首先在Gleeble-3500热模拟试验机进行了高温热压缩实验,获得了不同变形参数下的真应力应变曲线,构建了34CrNiMo6钢的本构方程。通过对金相图的分析,得出了变形温度、应变速率和初始晶粒组织等对微观组织的影响规律。分析流变应力曲线以及微观组织的变化规律,总结出压缩时软化机制主要以回复和再结晶为主导。绘制了材料的热加工图,并结合金相组织分析,得到了最优的热加工工艺参数。其次对车轴表面的裂纹进行宏微观分析,得出夹杂物是导致其产生裂纹的主要原因。利用热模拟试验机在变形工艺参数下进行了高温拉伸实验,结合流变应力曲线和微观组织,分析得出拉伸时的损伤机理为塑性损伤。断口分析表明塑性损伤的主要原因是夹杂物的存在。最后构建拉伸实验下的本构模型,进行了含夹杂材料的变形及损伤模拟。在宏观模拟的基础上建立了含夹杂的体胞模型,对损伤行为演化进行了细观分析。研究了不同变形参数对损伤萌生、起裂及宏观裂纹形成时的临界应变值的影响规律。