M50NiL钢是在M50钢的基础上发展而来的新一代发动机轴承齿轮钢,该钢经渗碳/氮等处理后,具有“表硬内韧”的特点,疲劳寿命较M50钢大幅度提高。M50NiL钢锻造工艺区间窄,锻件晶粒度不易控制。而晶粒度的大小直接影响着锻件的性能,因此,研究M50NiL钢的热变形行为,对制定合适的锻造工艺,从而控制锻件性能具有重要意义。本文通过加热保温试验、热压缩试验及金相实验,研究了M50NiL钢奥氏体晶粒长大行为、热变形行为及动态再结晶组织演变规律,建立了其奥氏体晶粒长大模型、流变曲线本构模型和动态再结晶模型。通过加热保温试验和金相实验,研究了M50NiL钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:加热温度的升高和保温时间的延长,都会导致M50NiL钢奥氏体晶粒的长大;当加热温度为900~1100℃时,M50NiL钢奥氏体晶粒长大较为缓慢;当加热温度为1100~1200℃时,M50Ni L钢奥氏体晶粒长大较快;保温时间小于30min时M50Ni L钢奥氏体晶粒长大速度较保温时间大于30min时快。采用Anelli模型及线性回归法,建立了M50NiL钢奥氏体晶粒长大模型,该模型能够较好的预测奥氏体晶粒的长大行为。通过热压缩试验,对M50NiL钢热变形行为进行了研究。结果表明:变形温度的升高和应变速率的降低,都会导致流动应力的减小,显微组织也更容易发生动态再结晶。当变形温度为900℃时,各应变速率下都没有发生动态再结晶。当变形温度为1000℃时,显微组织都发生了动态再结晶,但在不同应变速率下,呈现出完全动态再结晶和不完全动态再结晶。当变形温度大于1100℃时,各变形条件下动态再结晶都基本完成,且再结晶晶粒尺寸随着温度的升高和应变速率的降低而增大。当变形温度为1150℃和1200℃,应变速率为0.01s-1时,显微组织中出现了少数再结晶晶粒异常长大的现象。通过对真应力-真应变曲线进行拟合,建立了基于Zener-Hollomon参数的M50NiL钢流变曲线本构模型。建立了M50NiL钢加工硬化-动态回复阶段本构方程、动态再结晶阶段本构方程、临界应变模型、峰值应变模型、动态再结晶模型及动态再结晶平均晶粒尺寸模型。