日前,武广高铁的正式开通运营,标志着中国铁路运营速度已达到世界最快、铁路技术位居世界前列。虽然我们的科研工作取得了一定的成绩,但要不断满足我国飞速发展的经济,就要求我国的铁路技术要随之不断地革新。重轨的端部热处理在重轨的整个生产过程中占有很重要的位置,它涉及到传热学、金属相变动力学等多种学科。重轨热处理最直接的目的是改善轧制后端部的组织,提高重轨的强度和韧性,同时防止内部白点的形成,减少其内应力,提高轨头表面硬度,增加耐磨性。本文运用有限元法对重轨端部的热处理过程进行了计算机模拟分析。在热模拟试验机对U71Mn钢进行了连续冷却转变试验,绘出了U71Mn钢的连续转变曲线,并通过金相实验对不同冷却速度下的组织进行了分析。根据U71Mn钢的热物性参数,建立重轨端部热处理过程中的有限元模型,利用该模型计算重轨的瞬态温度场及组织转变,然后利用计算机图形学理论,结合在重轨端部帽形试样热模拟实验中掌握的组织的转变特征,在有限元软件DEFORM-HT的后处理模块中探讨重轨淬火过程中的温度场变化和组织转变的规律。最终建立一套重轨端部帽形热处理新工艺计算机模拟系统,为实际生产过程提供理论参考依据。利用该模拟系统解释了轨头的圆角效应,组织模拟结果表明,淬火后端部横断面组织为较细状的珠光体(索氏体+托氏体),无马氏体、贝氏体等组织。将组织模拟结果与实验结果及铁道部标准进行对比,收到了甚好的效果,从而验证该模拟系统的可靠性。