不锈钢无缝管材在工业生产得到广泛应用，但不锈钢无缝管材传统生产工艺存在着工艺复杂、生产周期长、成本高、产品质量精度难以控制等不足。本论文对1Cr18Ni9Ti不锈钢薄壁管材的电磁离心凝固—轧制短流程工艺和电磁离心凝固组织的塑性变形等问题进行了系统的实验和数值模拟研究。 采用电磁离心凝固方法制备了1Cr18Ni9Ti不锈钢管坯，在电磁搅拌作用下，管坯铸态组织被细化，一次枝晶间距为40μm，与普通离心铸造相比减小70％；管坯的室温屈服强度为274MPa，延伸率为77％，比普通离心铸造管坯分别提高23％和28％。实验结果表明电磁离心凝固可明显提高管坯的塑性加工性能，利用电磁离心管坯可直接进行冷轧1Cr18Ni9Ti不锈钢无缝薄壁管，实验得到的轧管最小壁厚为0.3mm，最大减薄率大于91.4％。 通过对电磁离心凝固管坯的成分和组织分析得出，电磁场不但可以细化1Cr18Ni9Ti不锈钢凝固组织，还可以减轻成分偏析，从而减少δ铁素体的含量，进而提高铸件的多项性能。分析了电磁力和离心力复合作用对1Cr18Ni9Ti不锈钢成分偏析的影响机理。得出在电磁离心凝固时选择适当的励磁电流强度，可明显减轻管坯的成分偏析，使析出相尺寸和分布趋于均匀，进而改善铸件力学性能。 在充分考虑到材料各向异性的情况下，应用ANSYS软件对1Cr18Ni9Ti不锈钢管坯的周期式轧制过程进行了三维有限元数值模拟。通过对模拟结果分析得出，在制备管坯时适当减小管坯径向与轴向(或与周向)强度的差值，可以减小其在轧制过程中所产生的剪切应力σrz和剪切应变εrz，进而使其轧制变形能力增强，其成形管材质量也得到改善；在轧管时降低工具与管坯摩擦系数，可以减小σrz和εrz，提高管坯的变形能力和成形管材的质量。模拟结果与实验结果吻合良好，说明考虑到材料各向异性可使模拟结果更准确。 对具有复合组织的电磁离心1Cr18Ni9Ti不锈钢管的周期轧制过程进行了三维有限元数值模拟。模拟结果表明，管坯轴向塑性越好，在轧制过程中产生的剪切应力σrz和剪切应变εrz越小，管坯变形能力越强；降低工具与管坯摩擦系数，可以减小σrz和εrz，还可减小管坯外层柱状晶区与内层等轴晶区之间σrz的不连续性，提高管坯的变形能力和成形管材的质量。在电磁离心凝固时适当地加大励磁电流以增加管坯中等轴晶区的含量，不但可以提高管坯的力学性能，还可以减小管坯在轧制过程中所产生的σrz和εrz，进而使其轧制变形能力增强，其成形管材质量也得到改善。通过轧制实验验证，模拟结果与实验结果吻合良好。 提出采用CM方法(CellMethod)研究晶体在细观尺度的塑性变形问题，建立了CM晶体塑性变形数学模型。用此模型对柱状晶的轧制塑性变形过程进行了三维数值模拟。对模拟得到的晶体位移、应力和应变等结果进行了分析，此模型能够很好地反映出晶体细观塑性变形的特点和规律。并讨论了CM晶体塑性变形模拟方法不同于其它模拟方法的特点。