材料加工的主要目的就是“成形”与“改性”,获得良好力学性能工件是现代社会的迫切需求。铸锻复合工艺作为一种新加工工艺,克服了传统单一铸造或锻造工艺,工序较长,材料利用率低,工业成本大的缺点,是具有良好的工业发展前景。因此,铸锻复合工艺条件下材料微观组织变化是急需掌握的问题。本文以铸态40CrNiMo合金钢为研究对象,利用Gleeble热力模拟试验机,获得不同位置材料在变形温度800℃-1100℃,应变速率0.0011s--101s-下的流变应力曲线;基于此讨论其流变应力行为的影响因素,并建立其本构方程、动态再结晶数学模型及热加工图;分别采用ProCAST、DEFRORM软件模拟40CrNiMo合金钢金属型铸造浇注工艺与铸态40CrNiMo合金钢截齿温挤压工艺,讨论微观组织演变规律,并提出截齿的适宜热加工参数。为铸锻复合工艺全过程研究提供参考。主要获得结论如下:(1)随变形温度的升高和应变速率的降低,材料流变应力降低,动态再结晶百分数增大、再结晶晶粒尺寸增加,再结晶行为更易发生。对于直径小于或等于42mm的40CrNiMo合金钢铸坯棒料,初始晶粒尺寸对其流变应力无影响。由于铸坯的枝晶偏析导致材料热压缩后显微组织出现带状组织。(2)计算得出40CrNiMo合金钢的生长形核参数,对其金属型铸造采用较高的浇注温度,较快的浇注速度,较小的换热系数时,铸件缩松缩孔缺陷较多,采取较低的浇注温度,较大的换热系数,激冷能力较强的冷却介质时,铸件微观组织相对致密。(3)对DEFORM二次开发,模拟铸态40CrNiMo合金钢截齿温挤压过程。当变形温度为950℃,应变速率为11s-时,工件晶粒细化程度最高,组织最均匀,处于热加工图推荐范围。