本文主要研究挤压态42CrMo高强度钢的热塑性变形及其有限元模拟微观组织演变。首先对挤压态42CrMo钢圆柱试样进行了热压缩模拟试验，采用的变形温度为1123、1198、1273、1348K，应变速率为0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1，压缩量为60％。通过实验得到了不同变形工艺参数条件下的应力-应变曲线和显微组织，通过数学回归分析计算及有限元分析等方法，研究了42CrMo高强度钢的热变形行为，建立了变参数Arrhenius流变应力本构模型和与Z参数相关的42CrMo钢动态再结晶模型，并基于动态材料模型(DMM)的加工图技术对该高强度钢的热加工工艺参数进行了优化，通过研究结果对合理制定和优化42CrMo高强度钢的热加工工艺参数具有重要的理论意义和实际应用价值。主要研究内容及结论如下:　　 1.通过对真应力—真应变关系曲线进行分析可以看出，流动应力对热变形过程中的温度和应变速率敏感性比较高，流动应力随着温度的升高和应变速率的降低呈下降趋势;建立了42CrMo高强度钢变参数Arrhenius流变应力本构模型。结果发现:变参数Arrhenius本构模型对峰值应力的预测值与实验相比，模型预测最大相对误差4.73％，最大平均误差1.34％，计算值与实验得到的数据吻合相对较好。　　 2.基于动态材料模型加工图理论，采用等温恒应变速率压缩实验数据，绘制了应变为0.3、0.5、0.7和0.9时42CrMo高强度钢的加工图。通过分析加工图并结合显微组织观察，分析42CrMo高强度钢微观组织演化机理，识别出稳定变形区域和失稳区域，确定42CrMo高强度钢高温变形时的最佳工艺参数范围。　　 3.通过对压缩后的42CrMo高强度钢的微观组织进行观察，发现当应变速率一定时，温度升高，越容易发生动态再结晶，微观组织也越细小均匀;当温度一定时，随着应变速率的降低材料越容易发生动态再结晶。本文根据金相采集到的图片，统计晶粒尺寸变化，通过数学多元回归计算，建立与Z参数有关的42CrMo高强度钢动态动态再结晶的临界方程、动态再结晶激活能模型、动态再结晶动力学模型、动态再结晶晶粒尺寸模型等。　　 4.将涵盖流动应力、应变速率、温度、应变量等多参数联系的综合表征本构模型导入有限元分析软件Deform-3D中对热压缩实验和自由锻过程进行模拟，并结合了元胞自动机方法，进一步的修正研究本构模型和动态再结晶模型，使模型具有适用性和通用性。