镍基高温合金锥筒形构件是燃烧室中关键核心零部件之一,其成形质量直接影响到发动机及燃气轮机的整体性能。该类零件通常采用多道次冲压拉深加固溶处理的工艺制备,但存在严重壁厚不均匀现象,无法满足图纸设计要求。采用剪切旋压成形锥形预制坯、多道次拉深旋压成形端部筒形部分,能有效的实现镍基高温合金锥筒形件的精确塑性成形。但由于镍基高温合金加工硬化现象严重,室温下成形性能有限,极易产生破裂、起皱及尺寸超差等缺陷,目前尚缺少对镍基高温合金拉深旋压成形时破裂缺陷的准确预测方法,其室温可旋性尚不明确。因此,建立镍基合金锥筒形件拉深旋压韧性断裂准则,并对其可旋性与成形质量进行研究,对于充分挖掘材料旋压成形潜力、实现镍基合金锥筒形件精确成形具有重要的科学意义。本文以Haynes230镍基合金锥筒形件为对象,采用理论分析、有限元模拟及旋压试验相结合的方法进行研究。通过分析拉深旋压应力应变特征,指出旋压成形时母线方向拉应力与口部圆周方向的交变切向拉、压应力是导致工件形成壁部切向拉裂与口部轴向断裂的主要原因。设计了涵盖多种应力状态的缺口试样,并采用单向拉伸试验结合有限元模拟的方法,标定出了Oh、Oyane及Lou三种非耦合型韧性断裂准则的损伤参数。基于Abaqus软件构建了镍基合金锥筒形件拉深旋压破裂预测有限元模型。模拟结果表明,由于Oh准则与Lou准则分别只考虑最大主应力与最大剪应力的影响,导致工件分别产生了切向破裂与过早的轴向破裂,而Oyane准则下的破裂形式为筒壁中部与口部的切向破裂,其预测结果与试验均不符。通过分析拉深旋压的破裂形成机理,构建出一种考虑拉深旋压切向破裂与轴向破裂的修正Lou准则,能准确的预测出损伤的演化,其裂纹形成时刻与位置与试验结果一致。提出采用极限拉深旋压系数mα＿lim来表征锥形预制坯拉深旋压的可旋性,并设计了拉深旋压试验工装模具,基于旋压成形试验与有限元模拟,研究了锥形预制坯拉深旋压可旋性。结果表明,单道次拉深旋压时的凸缘变形量较大、刚度较低,导致镍基合金单道次拉深旋压时的主要缺陷为凸缘起皱,其极限旋压系数为0.875。采用多道次拉深旋压可有效提高材料的可旋性,其极限旋压系数为0.77。当进给比、旋轮圆角半径及道次间距过小时,材料的最大等效塑性应变及沿轴向的韧性损伤增大,易产生破裂缺陷。基于有限元模拟,研究了工艺参数对成形质量的影响规律,并分析了工件微观组织及力学性能变化规律。结果表明,进给比、旋轮圆角半径及道次间距等对拉深旋压成形质量影响显著,当进给比f=2.5～3.0mm/r、旋轮圆角半径rρ=15～18mm及道次间距p=8～10mm时,能得到成形质量较好的旋压件。镍基合金拉深旋压时的塑性变形机制为位错滑移与孪生共存,筒形段中部晶粒沿材料流动方向被拉长、口部晶粒发生堆积,并产生较多的形变孪晶。拉深旋压后零件的强度显著提高,但塑性有所下降。