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随着离心铸造和热辗扩技术的发展,环件铸辗成形工艺作为一种节能、高效、环保的新工艺已被提出,同时也对铸态组织细化规律和铸钢热处理工艺提出新的要求。本文首先运用Jmatpro软件模拟得出了铸态42CrMo钢的热物理性能参数建立了材料模型,然后运用Gleeble热模拟实验机对铸态42CrMo钢进行了单道次和双道次压缩实验,结合实验数据建立了流变应力本构模型、动态再结晶模型及静态再结晶模型,将所得模型导入Deform-3D软件模拟了热变形过程中的温度场、应力场和微观组织分布情况。此外,对铸态42CrMo钢的预先热处理工艺进行了研究,制定了正回火参数并进行相应实验,经性能检验满足了实际辗扩前的性能要求。主要研究内容和结论有:(1)运用Jmatpro软件模拟出了铸态42CrMo钢热物理性能参数,建立了铸态42CrMo钢的材料模型。(2)在Gleeble-1500热模拟机上对铸态42CrMo钢进行单道次和双道次压缩实验,研究了热压缩变形过程中不同变形速率和形变温度对流变应力的影响规律。通过线性回归等数学方法分别建立了铸态42CrMo钢的流变应力本构模型、动态再结晶模型及静态再结晶模型。(3)对单道次热压缩后试样进行分析得到了铸态42CrMo钢最佳热变形工艺参数,即在1050℃、0.6、5s-1时,平均晶粒尺寸由原来铸态246μm细化到28μm,细化效果最为明显。(4)制定了铸态42CrMo钢预先热处理工艺,即880℃保温9h,出炉风冷250℃,以60℃/h升温至600℃保温8h,炉冷至350℃以下出炉空冷。对正回火试样进行机械性能检验,测得其硬度为257～269HB、抗拉强度σb≈870MPa、屈服强度σs≈685MPa、断面收缩率ψ≈45%、伸长率δs≈13%和冲击功Akv≈28J,满足了辗扩前的工艺需求。