摘要：随着铁路建设的高速发展,对车轴性能和可靠性的要求越来越高。而锻造和热处理作为车轴制备过程中重要的加工工艺,对车轴的性能起着至关重要的作用。通过对锻造和热处理过程进行数值模拟分析,可以得到车轴工件内部的应力应变场和温度场的分布规律,预测成形过程中可能出现的缺陷,从而可以为设计者进行工艺分析提供科学依据,优化工艺设计。本文采用刚粘塑性有限元法模拟了25CrMo车轴锻件倒棱滚圆锻造工艺,研究了该过程中不同砧形对车轴锻件尺寸精度及内部应力应变状态的影响,优化得到了车轴锻件倒棱滚圆锻造过程中的最佳砧形及其工艺路线。运用有限元软件建立了35CrMo火车转轴淬火工艺有限元模型,研究了35CrMo转轴在盐水淬火、PAG溶液淬火、油淬、空冷等不同冷却方式下的温度场、组织场和应力场分布,分析了换热系数对温度场的影响、心部马氏体分布规律、车轴表层和心部瞬时应力的变化规律和车轴表层残余压应力深度；建立了25CrMo地铁车轴盐水和PAG溶液淬火的有限元模型,获得了不同截面的温度场、组织场和应力场分布,为车轴热处理提供了理论依据。采用X射线衍射法和剥层法对不同车轴进行了残余应力试验研究,并将实验结果与模拟仿真结果相对比,验证了淬火有限元模型的可靠性。同时实验表明,地铁车轴经调质工艺后残余应力符合欧洲EN13261标准。