本文利用Formast-F膨胀仪、Gleeble 3500型热模拟试验机、光学金相以及透射电镜等试验方法,研究了F40MnV非调质钢热成形后相变过程组织变化以及微合金元素钒的作用,并利用DS200三辊楔横轧机进行了空心轴楔横轧热成形试验。根据热压缩试验建立的等温转变模型,开发了热成形后组织预测程序。根据热压缩试验得出了F40MnV钢热成形后冷却相变过程中的转变规律,主要有:再结晶奥氏体等温转变曲线;奥氏体区两种冷却速度条件下再结晶奥氏体连续冷却转变曲线。在连续冷却条件下,相变温度主要取决于相变前奥氏体的晶粒直径,晶粒直径越小,相变温度越高;奥氏体中存在的V(C,N)促进了奥氏体到铁素体的转变,并且随着相变区冷却速度的减小促进相变效果增加;在相变前奥氏体完全再结晶的情况下,Z参数值越大或相变前奥氏体区的冷却速度越大,相变前奥氏体晶粒直径越小,先共析铁素体和珠光体的转变温度越高,生成先共析铁素体的数量越多,相变产物的硬度越高;V(C,N)在铁素体基体和位错线上呈弥散状析出,在相变前奥氏体部分再结晶的条件下,位错亚结构明显促进了V(C,N)析出。在相同轧制工艺参数条件下,比较了三辊楔横轧空心轴试件与热模拟试样在空冷与淬火(水冷)两种冷却条件下的低温相组成,二者基本一致。开发的热成形后组织预测程序,可根据不同轧制工艺参数与冷却速度预测相变生成组织以及各组织的体积百分含量。