异形断面型钢由于其截面形状复杂，使得在加热冷却过程中各部分的温度变化也各不相同。冷却过程不同冷却速度会产生不同的组织性能和残余应力等问题，这也增加了异形断面型钢热处理研究的困难。因此对其研究具有重要的理论和实际意义。热处理过程的计算机模拟是当今处理过程研究和热处理工艺设计中必不可少的重要研究方法。因加热冷却过程影响因素众多，边界条件复杂，一直是热处理过程计算机模拟的薄弱环节。对异形断面型钢件加热冷却过程换热规律的计算机模拟，更是对减少能源消耗、提高工件性能、减少变形和开裂，控制和保证质量具有重要的意义。本文研究并设计了圆柱奥氏体不锈钢探头，运用多功能可控热处理实验设备进行了空冷、喷雾、水淬、油淬四种冷却工况下冷却曲线以及加热过程温度曲线的实测，根据反传热法和非线性估算，对综合换热系数进行求解。从而解决了换热系数影响因素多，求解困难的难题。加热冷却过程是一个复杂耦合的高度非线性问题，本文充分考虑了试件瞬态问题、相变潜热问题、变热物性参数问题，通过MSC.Marc有限元软件建立了钢轨加热冷却过程的有限元计算模型。并取部分节点研究其温度变化，通过试验数据对模型进行了验证，证明模型的可靠性。异形断面型钢种类繁多,而该数值模型对研究和分析其他异型断面型钢在加热冷却过程中的温度场和进一步分析异形断面型钢的淬透层深度、预报产品的组织性能、残余应力的分布等方面有重要的实践指导意义。并为异形断面型钢的热处理工艺的合理制定提供了有效的理论依据。为实现加热冷却过程的智能化打下基础。