楔横轧技术生产轴类工件终轧温度高,轧后直接淬火往往组织较粗大,塑性、韧性不佳,因此大都需要轧后空冷再重新加热淬火和高温回火来保证零件的使用性能。将具有“绿色钢材”之称的非调质钢用于三辊楔横轧生产,不仅节省了热处理及相关工序的材料消耗,而且减少了污染,缩短了生产周期,提高了劳动生产率,具有很好的经济和社会效益。本文以F40MnV钢为研究对象对非调质钢空心轴的控轧控冷工艺进行模拟仿真,并结合实际控轧控冷实验验证了有限元仿真结果的正确性。本文首先用DEFORM-3D有限元软件模拟了三辊楔横轧轧制工件的完整的轧制过程,分析了轧制成形过程中温度的分布规律。并对三辊楔横轧轧件轧后冷却的温度场和组织场进行了数值模拟,得到了轧件在不同冷却方式下的温度、组织转变的变化规律。其次采用连有热电偶的F40MnV工件在DS200三辊楔横轧机进行实际轧制,利用正交试验法安排控轧控冷试验,通过控制初轧温度、终轧温度、断面收缩率和冷却方式(水冷、风冷、空冷、水冷和空冷)实现轧件的控轧控冷。通过不同的冷却方式,得到轧件的冷却曲线,并与有限元控制冷却模拟模型计算结果进行对比,两者基本吻合。并通过拉伸试验、硬度测定实验得到各个工件的力学性能数据,利用正交试验法的科学分析得出最佳的控轧控冷工艺。并与调质45号钢的力学性能做对比,验证F40MnV钢的优越性。对轧件进行金相观察,观察不同冷却方式下得到的组织。并与三辊楔横轧轧制空心轴类零件的冷却相变有限元模型计算结果进行对比,两者基本吻合。最后使用Visual Basic 6.0为开发工具,主要针对非调质钢40MnV进行三辊楔横轧仿真系统软件的开发,本系统将控制轧制和控制冷却模型内嵌到DEFORM有限元软件中,实现了40MnV钢的控制轧制和控制冷却。