楔横轧工艺是一种先进的精密成形技术,其工作原理为采用楔型模具对轧件进行径向压缩和轴向延伸最终成型不同形状的阶梯轴。近年来空心车轴作为高速列车的重要组成部件,具有很大的需求量,考虑其属于大型长轴类件,因此采用楔横轧轧制技术是成形空心车轴的最佳选择,但关于楔横轧轧制空心轴类件的研究仍处于起步阶段,因此对楔横轧轧制空心车轴的深入研究有着重要的理论意义和经济价值。本文以高铁用空心车轴为研究对象,分别利用理论分析和数值模拟相结合的方法对楔横轧轧制空心车轴的模具设计、高铁车轴用材料的热变形行为和微观组织演变规律进行深入的研究。通过对楔横轧轧制空心车轴模具设计的研究,得到了模具的基本工艺参数以及重要工艺参数的计算公式及选取原则;在Gleeble-3800热模拟机采用单双道次热变形实验对所选的高铁车轴用EA4T钢进行了研究,充分认识了不同轧制温度、应变速率等参数对平均晶粒尺寸的影响规律,为保证轧件具有均匀细小的晶粒尺寸及良好的机械性能,为工艺参数的优化提供理论基础;对楔横轧轧制空心车轴过程进行有限元模拟,分析了整个多楔轧制过程中轧件的等效应力应变场、速度场和轧制力变化规律,研究了不同断面收缩率、成形角及展宽角对工件相关变量的变化规律;最后凭借有限元仿真软件Deform-3D的二次开发功能以及根据实验数据得到的EA4T钢的动态再结晶和晶粒尺寸等热力学模型,对楔横轧过程中EA4T钢的动态再结晶现象进行模拟。实验结果得到了楔横轧过程中EA4T钢的动态再结晶百分数和平均晶粒尺寸的分布规律,为实际生产中细化和均匀化材料组织奠定了重要的理论基础。