由于材料在半固态下具有特殊性质，开展其变形行为、变形机理和组织演化等方面的研究显得尤为重要。建立符合实际变形过程的流变应力模型，并将其耦合到有限元数值模拟中，研究材料在半固态成形过程中的温度场、应力场和应变场的分布规律，预测金属在成形过程中的充型行为、可能产生的缺陷和最佳工艺参数等信息，为实际生产提供理论依据。 本文完成了Al-4Cu-Mg合金的热模拟压缩实验，研究了变形温度、应变和应变速率对变形行为的影响。以Al-4Cu-Mg合金变形行为分析为基础，综合考虑各变形参数对流变应力的影响，建立了描述半固态材料流变行为的流变应力模型。该模型形式简单，能够较好地描述半固态合金的变形行为。 将本文建立的流变应力模型耦合到有限元中，对半固态Al-4Cu-Mg合金的反挤压过程进行了变形-传热耦合数值模拟。研究了变形工艺参数，包括变形温度、凸模速度、凸模压下量、挤压比和摩擦因子，对变形过程中应力、应变和温升的影响。 本文完成了半固态Al-4Cu-Mg合金的反挤压成形。实验结果与数值模拟结果的对比结果表明，在变形开始和进入稳态阶段，数值模拟结果与实验结果比较吻合。在载荷快速上升阶段，数值模拟结果与实验误差较大。主要原因是在Al-4Cu-Mg合金的半固态成形过程中，微观组织演化对变形行为有较大影响。