楔横轧工艺具有成形的产品精度高、生产效率高等优势,在工业生产中有着广泛的应用。楔横轧类成形工艺的一个致命的弱点是当楔横轧模具磨损后或成形参数设计不当时,成形产品的中心材料容易受到损伤。轴类锻件一般都承受较大的扭矩和弯矩载荷,对材料的组织性能有着较高的要求,不允许材料裂纹和孔腔的存在。目前关于楔横轧类工艺中心材料的损伤和开裂问题,已成为制约该工艺推广应用的核心问题之一。本文对不同的韧性断裂准则在楔横轧成形过程中的适用性进行了深入地、系统地分析,并从损伤力学的角度建立了一个适合楔横轧工艺的韧性损伤演化方程从而预测楔横轧件心部宏观缺陷,为更准则地预测楔横轧成形过程中断裂发生提供了一种行之有效的方法。主要研究内容和结果如下：运用DEFORM-3D有限元模拟软件和热模拟压缩实验得到的45钢应力应变数据,对常用的八种韧性断裂准则作了适用性分析,确定了Oyane准则是最适合预测楔横轧变形过程中韧性断裂准则,并结合实际轧件断裂形貌和有限元模拟方法确定了45钢在1150℃下楔横轧工艺条件下的损伤阈值为2.72。基于损伤力学理论和楔横轧件中心材料受力特点,提出一个新的韧性损伤演化方程,并利用热模拟压缩实验和多道次拉伸实验确定了韧性损伤演化方程中的修正系数A(Z)。运用DEFORM的二次开发,将这一准则嵌入有限元程序中进行模拟计算,得到了楔横轧件的损伤分布场,与实际实验结果具有较好的一致性。采用实验有限元相结合的方法,获得了楔横轧工艺条件下45钢材料的损伤阂值为2.77,采用有限元模拟方法,得到楔横轧工艺轧件中心材料损伤的产生、发展直到裂纹的产生整个过程,为深入认识楔横轧件中心开裂机制和认识优化模具设计打下了良好的基础。利用DEFORM-3D有限元模拟软件模拟分析正常模具、出现心部宏观缺陷的模具、横轧模具下轧件的应力应变变化规律,结果发现横轧轧件心部的平均应力在变形过程中始终处于正值状态,出现心部宏观缺陷的模具加工的轧件心部的平均应力在变形过程平均应力以正值为主,而正常模具加工的轧件心部的平均应力数值在变形过程中围绕零上下波动。所以认为平均应力为正是导致楔横轧出现心部宏观缺陷的主导因素。