GH4169镍基变形高温合金具有良好的高温强度、抗疲劳和耐腐蚀性,是航空航天耐高温高强度紧固件的主要材料。由于GH4169高温合金热成形过程锻造温度范围窄、工艺参数敏感性高,使得1300MPa以上的高强度螺栓热成形工艺存在成形温度难以精确控制、螺纹易出现折叠、氧化脱碳、稳定性不足等技术难点,而采用冷成形又会存在塑性损伤、表面开裂等制造问题。因此,本文的研究重点是提出一种能够兼顾GH4169高温合金冷热成形优点的高强度螺栓温成形工艺,主要包括采用理论建模、数值仿真和实验验证相结合的方法研究GH4169高温合金本构模型和温变形行为,揭示温变形机理与金属流动规律,分别建立螺栓头部温镦和螺纹滚压成形工艺数值仿真模型,优化螺栓头部温镦和螺纹滚压工艺方案,为GH4169高温合金螺栓成形提供了理论依据。研究工作如下:采用热模拟实验研究了 GH4169高温合金不同变形条件的流动行为演化规律,采用BP神经网络（BPNN）方法和Arrhenius方程分别建立了材料温变形本构模型,通过对比预测值与实验值的相关误差验证了采用BPNN方法的本构模型能够准确表征温变形行为过程。采用BPNN方法确定的本构模型模拟了单向压缩材料流动行为,与实验结果吻合较好,验证了采用BPNN方法确定本构模型的可靠性。考虑材料塑性大变形特征和模具坯料界面间动态热传导效应建立了GH4169高温合金螺栓头部温镦变形数值仿真模型,分析了螺栓头部温镦成形过程金属流动规律、行程载荷及应力演化规律;提出了基于等效应力、等效应变和成形载荷的螺栓头部温镦成形质量多目标评价方法,分析了工艺参数对评价指标的影响规律和敏感度程度;采用响应面法建立了温镦成形工艺参数与成形性能映射关系,确定了镦制温度、温镦速度与摩擦系数等关键工艺参数。提出了基于接触表面高斯分布理论的滚压过程“模具-工件”接触动态滚压力解析模型,深入分析了螺纹滚压变形区接触应力和行程载荷变化规律;建立了双滚丝轮滚压螺纹仿真模型,以降低材料损伤、减小最大等效应力、提高最大等效应变为优化目标,建立了主轴转速、进给量、摩擦系数和坯料直径与多优化目标的映射关系,基于NSGA-Ⅱ遗传算法优化确定了螺纹滚压成形最佳参数组合方案。在GH4169高温合金螺栓头部温镦成形和螺纹滚压成形优化方案基础上,开展了 GH4169高温合金十二角头螺栓头部温镦和螺纹滚压工艺实验验证,对比分析了不同温镦参数下螺栓头部尺寸精度、硬度梯度、晶粒度等特征和不同螺纹滚压参数下螺纹表面粗糙度、表面硬度和残余应力等特征,验证了螺栓头部温镦成形与螺纹滚压成形工艺参数优化组合的优越性;螺栓性能实验结果表明,优选工艺参数的螺栓常温和650℃高温下的抗拉强度、屈服强度、断面收缩率较原材料均有大幅提升,抗疲劳性能优异,为GH4169高温合金螺栓批产提供了理论依据和工艺方案。