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40CrNiMo属于Cr-Ni-Mo系合金结构钢,通过热处理使其组织和力学性能在较大范围变化,因此,该钢获得了广泛应用,如汽轮机、飞机起落架、大型发电机转子和喷气涡轮机轴及其它领域。结合国内某轧钢厂的生产现状,本文研究控轧控冷工艺,试图省去传统工艺中轧后的缓冷工序和淬火+高温回火工序,提高40CrNiMo钢的生产效率,降低其生产成本。用Gleeble-3500热模拟实验机通过热压缩变形,对40CrNiMo钢热变形行为进行了研究;模拟轧制工艺对40CrNiMo钢微观组织和力学性能的影响;过冷奥氏体区变形+淬火+回火对40CrNiMo钢微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:当应变速率给定,随着变形温度升高,40CrNiMo钢的变形抗力降低;当变形温度给定,其变形抗力值随着应变速率的升高而增大。变形温度和应变速率对动态再结晶有显著影响。当应变速率为1 s-1时,随着变形温度的升高动态再结晶比例增大,1050℃1100℃之间发生了完全动态再结晶,而且1100℃时动态再结晶晶粒已经明显长大;当变形温度为850℃,应变速率为50 s-1变形热来不及散出,使局部温度升高,也会发生部分动态再结晶。40CrNiMo钢的热变形激活能在214.01 kJ·mol-1317.05 kJ·mol-1范围内,建立了40CrNiMo钢在应变补偿下的本构方程。应变补偿下的本构方程的预测值与实测值之间具有较高的吻合性。基于动态原子理论模型构建了40CrNiMo钢的热加工图。热加工图表明,当应变较小（应变≤0.3）时,耗散效率的峰值出现在中高温-高应变速率区域;当应变较大时,耗散效率的峰值出现在高温-低应变速率区域,在低温-低应变速率、中温-低应变速率、高温-中低应变速率条件下加工40CrNiMo钢容易出现流变失稳,安全加工区中的高温-高应变速率的变形条件(928℃1000℃、13.18 s-150 s-1)与实际生产条件比较吻合。绘制了40CrNiMo钢的动态CCT曲线,确定了其在不同冷却条件下的组织转变规律,冷速在0.1℃/s1℃/s之间转变为贝氏体组织,2℃/s10℃/s转变为马氏体组织。0.1℃/s0.2℃/s获得粒状贝体组织。模拟控轧控冷工艺的试验结果表明,轧制温度950℃、变形量30%、冷却速度0.1℃/s0.5℃/s条件下,易于得到粒状贝氏体组织。经（700℃）过冷奥氏体区40%变形量+淬火,450℃回火1.5h以上,也可以获得均匀粒状的回火组织。