直径超过1米的大型环件已广泛用于各个工业领域，如:风塔法兰、大型风电机组轴承、石油化工压力容器、建筑工程用燃汽轮机组等。传统的大型环件成形工艺发展已经较为成熟，一般采用锻轧复合成形。不过，由长期的实际生产经验得知，该工艺中，由于制坯流程繁琐冗长，制约了生产效率的提高;同时，由于冒口以及连皮的产生，限制了材料利用率的进一步增加。针对这些不足，我国总结了现有的生产经验，结合已有的生产技术，提出了大型环件铸辗成形的新工艺。但是，目前对该种新工艺的研究几乎没有，使得相应的理论指导十分匮乏，从而严重制约了该工艺的应用与发展。　　 本文通过不同道次的热压缩与金相观察实验，获得了铸态42CrMo钢的高温流动应力模型、奥氏体晶粒演化、动态再结晶以及静态再结晶的数学模型。并将它们输入到有限元软件Simufact10.0中，建立了精确的材料模型。然后根据环件径轴向轧制的实际工作原理，在该平台中分别建立了基于铸态42CrMo钢的大型环件锻轧成形工艺和铸辗成形工艺的三维热力耦合有限元模型。并通过实验与仿真计算结果的对比，验证了所建模型对环件成形过程中的宏观变形行为以及微观组织演化，都能进行可靠有效的模拟。　　 此外，根据前人的研究成果，针对大型环件轧制的中后期，环件转动惯量迅速增大所引起的环件稳定性变差，易出现严重偏心或者爬辊的现象，本文提出了一种新的轧辊进给规范。并将该规范应用于建立的有限元模型中，通过模拟计算，揭示了大型环件在锻轧成形工艺和铸辗成形工艺中应变、温度、晶粒尺寸与动态再结晶等的分布与演变规律。随后，通过大量有限元模拟，分别深入地探讨了锻轧成形工艺中，钢锭始温、镦粗速度、锻造比、进给速度、驱动辊转速以及铸辗成形工艺中，环坯温度、轧制比、进给速度、驱动辊转速对环件的宏微观变形行为的影响规律，肯定了铸辗复合新工艺的可行性以及优越性。研究结果能为该新工艺的实际应用以及环件的实际生产过程中，选择最优的成形路线提供理论指导。