空心车轴作为高速列车的核心部件之一,需要具备良好的力学性能。其中,空心车轴内部晶粒的大小及其分布的均匀性是决定其综合力学性能的最重要因素之一。具体来说,在轧制成形过程中,轧件内部晶粒细化程度越高、分布越均匀,轧件的力学性能越好。到目前为止,关于三辊斜轧空心车轴成性均匀方面的研究尚无人做过。本文旨在通过对轧件内部晶粒大小及其分布均匀性进行研究,提高轧件的综合力学性能。本文采用simufact仿真和实验相结合的方法对三辊斜轧空心车轴的微观成性均匀性进行了研究。首先,为了阐明轧件内部金属微观演变规律,研究了轧件的速度场、位移场、温度场、动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数在不同阶段的分布规律,并通过点追踪的方式,得到其随时间的变化规律;为了获得工艺参数对成性均匀性的影响规律,采用单因素试验分别讨论了送进角、轧制温度和轧辊转速三种主要工艺参数对轧件晶粒尺寸大小以及晶粒分布均匀性的影响规律;为了获得最优工艺参数组合,采用正交试验和SPSS软件进行研究。首先,通过正交试验,得出了三种工艺参数的最佳组合并确定了其影响主次关系,分别为轧辊转速、送进角和轧制温度。然后,运用SPSS软件对正交试验数据进行了数值拟合,得出了送进角、轧制温度和轧辊转速与综合质量指标间的关系式。本文通过对三辊斜轧空心车轴进行实验。在轧件外形质量方面,实验表明三辊斜轧空心车轴成形质量良好,不仅表面光整,且形状、尺寸方面均较为精确。证明了三辊斜轧空心车轴的可行性。通过对轧件进行金相实验,发现实验件内部晶粒尺寸均得到显著细化,晶粒度由初始的2.5级,最终细化为5-7级,属于细晶粒级别。模拟轧件晶粒尺寸相比实验件要更细小一些,但偏差基本稳定在10%到15%之间。证明了三辊斜轧空心车轴仿真模拟的准确性。本文的研究结果将为提高三辊斜轧空心车轴内部成性质量提供理论基础,可为三辊斜轧空心车轴在实际生产过程微观成性质量控制方面提供理论指导。