随着我国经济的持续、快速发展，不断增加的铁路运输量对列车的载重量和铁路钢轨有了更高的要求。为了满足高速、重载列车运行的需要，重型、无缝化钢轨得到了广泛的使用。钢轨轨端热处理作为提高重轨性能的处理工艺得到了高度的重视，感应淬火在重轨全长淬火过程中被广泛采纳。随着对工艺精度要求的不断提高，感应淬火的数值模拟便显得尤为重要。对重轨进行磁热耦合模拟分析，不仅反映了重轨感应加热时电磁场、温度场和组织场的变化规律，而且可以减少试验成本、节约时间，对重轨淬火工艺参数的选择具有一定的指导意义。本文以U75V重轨为研究对象，建立三维有限元分析模型，并运用有限元软件ANSYS进行磁热耦合模拟。首先，根据U75V重轨实际加热情况建立重轨轨端三维感应加热模型。在充分考虑感应加热过程中各参数的热物性变化，通过改变加载在感应线圈上的电流密度大小、电流频率及重轨轨端与感应线圈之间的空气间隙大小进行耦合模拟分析，得到了不同电流密度、频率及空气间隙下感应加热的温度场，随后对重轨进行保温处理来满足奥氏体化。并对比各分析结果得到较优化的工艺参数。其次，通过加载重轨轨端与介质的对流换热系数，对重轨轨端进行喷风冷却模拟，得到了淬冷后温度场的分布情况。选取淬硬层各关键节点，计算其淬冷速度并与经验公式中各组织临界冷却速度进行对比，预测了重轨轨端淬冷后的组织。随后对重轨轨端进行空冷处理，用以减少淬火过程中产生的热应力。本文通过模拟U75V重轨三维感应加热、保温、喷风冷却和空冷过程，并使用经验公式预测了重轨淬火后的组织，从而完整地模拟了重轨轨端淬火的整个过程。与此同时使用APDL语言修改各工艺参数来简化模拟操作，所获得的结果对重轨轨端淬火工艺参数的选择具有重要的参考价值。