环件径-轴向轧制是借助环件轧制设备使环件产生壁厚减小、高度减小、直径扩大、截面轮廓成形的先进塑性回转成形工艺，具有生产效率高、产品质量好、能源消耗低等技术经济优点，主要用于无缝环件的生产。不锈钢异形截面环锻件被广泛应用于发电、石化、冶金、船舶和航空等许多工业领域。由于不锈钢材料的锻造特点导致不锈钢异形环锻件的热加工工艺技术含量很高，其中也涉及工装模具的设计和改进，因此生产过程比较困难，目前对其的研究很少，使得实际生产缺乏理论指导，从而严重制约了该工艺的进一步应用与发展。　　 本文结合企业生产实际，对不锈钢异形截面环锻件的制坯过程和轧制成形过程的规律进行了研究，并通过计算机数值模拟，确定了内台阶形截面异形环锻件的毛坯形状，并对其轧制成性规律进行了研究，最后通过改进锻件的结构设计解决了最终成型的环件台阶处不能完全填充的问题。　　 针对内台阶截面环锻件，基于刚性平移理论和体积不变原则，设计了矩形毛坯、锥形毛坯、台阶形毛坯与锥形台阶复合式毛坯四组不同形状和尺寸的毛坯。根据所设计的工艺和参数，通过ABAQUES软件对每个形状的毛坯的轧制成形过程进行数值模拟，通过分析环件的应力应变演变云图、环件截面形状图、成形环件与锻件形状的对比图以及辗扩力与力矩的变化曲线图，得出了四种不同毛坯在环轧结束后的变形情况以及主要缺陷。　　 针对所设计的四种毛坯环件轧制成形后所出现的缺陷以及对其原因的分析，对锻件的结构进行了优化，采用了一合二的方式，这样的设计便于成形过程中金属的流动，并借助DEFORM-3D软件对其轧制过程进行了数值模拟，通过分析了该锻件在锻造时的金属流动规律、应力应变场、模具各方向的成形载荷状态等，结果表明:采用一合二的生产方式虽然锻件最终成形后表面会产生鱼尾缺陷，但是其解决了内L形环锻件台阶处不能完全充满的缺陷，一合二的锻件环轧结束后，其上下台阶处都能完全充满，而且鱼尾缺陷可以通过合理设计锻件体积减小其影响。　　 本文将环锻件轧制理论、有限元理论、数值模拟仿真技术相结合，实现了异形环锻件产品的快速开发。研究成果可为实际生产提供理论指导，并为将来开发特大型复杂异形环锻件的生产提供了理论和实践依据。