环形零件是石化、机械、电力、航空航天等重大装备中广泛应用的关键零件。传统的环件生产工艺流程和生产周期较长,生产成本高,本课题组提出的铸辗复合成形工艺具有流程短、能耗低、效率高、成形组织优良等特点,具有广阔的推广应用前景。而环形坯料成形作为铸辗复合成形的第一道工序,有着至关重要的作用,是开展后续辗扩的重要保证。首先以Q235B材料为研究对象,通过实验获得了Q235B原始组织,建立了材料的物性参数。其次,采用三维造型软件Pro-E建立了环件成形有限元数值仿真模型,再利用ProCAST软件及其微观模拟模块CALCOSOFT,对液态金属的冷却凝固过程及其对应的显微组织演变情况进行了数值模拟研究,获得了压力、浇注温度及模具温度对凝固过程的影响规律,并对环形零件近固态压力成形工艺参数进行了优化。由数值模拟可知,随着压力凝固过程的进行,液相在固相中流动补缩,固相在压力下发生移动和变形,提高了金属的流动性和填充效果,确保挤压补缩,有助于提高制件组织性能。近固态下,压力成形工艺参数如冲头压力、模具预热温度、金属液浇注温度等对凝固时间的影响程度依次减小;其中,压力的影响最大。加压时,液态金属的初始状态与成形件的最终组织,尤其是显微组织中的枝晶变化情况及加压补缩效果有着密切的关系。在固相体积分数为30%左右(成形件与凹模交界中间部分的温度大约为1455℃,凝固时间为5s左右)时,获得的成形件组织更加均匀、细密。通过对环形坯料近固态压力成形过程的数值模拟研究,从宏微观角度探究了工艺参数对凝固过程及成形性能的影响规律,获得了较为合理的工艺参数区间,为实际生产及进一步研究提供了一定的参考。