铁路运输业是国民经济发展的命脉,随着新时代铁路运输业逐渐朝着高速、重载、繁忙的方向发展,对铁路钢轨可靠性提出了更高的要求。目前万能轧制是生产钢轨的主要方法,为了进一步提高钢轨的质量,首先可以开发具有更加优秀物理化学性能的新型钢轨材料,代替当前钢轨材料;其次可以通过结构优化,开发新型结构钢轨,进一步提高钢轨结构的承载能力;另外,应用控轧控冷技术改良当前万能轧制生产工艺流程,通过改善轧后产品的微观组织来得到用户需要的物理化学性能,可以在当前生产设备水平的前提下,有效提高钢轨生产质量,是最易实现,也是成本最低廉的途径。本文以实现钢轨万能轧制产品性能可预测、可控制为目的,应用物理模拟与数值模拟相结合的方法,研究了常用重轨材料U75V在高温变形情况下的微观组织演变行为,并对钢轨万能轧制过程进行多场耦合计算机仿真。首先利用Gleeble3500热力模拟试验机,对生产重轨常用材料U75V进行物理模拟试验。得到了该种材料高温变形真应力-真应变曲线,作为万能轧制数值模拟本构方程;并通过对曲线数据进行二次分析,得到对微观组织演变具有重要影响的动态再结晶、静态再结晶等软化机制的相关数学模型以及晶粒尺寸变化模型。其次以某轧钢厂重轨生产线UIC60轧机辊套加工图为参考,利用三维建模软件PRO-E建立了普通重轨万能轧制轧辊几何模型。参考合理的轧制规程组成万能精轧机组作为有限元分析前处理模型。最后以商业有限元分析软件DEFORM-3D为平台,利用上述得到的材料本构方程和前处理模型,通过施加合理的边界条件,进行热、力、微观组织多场耦合计算机仿真。得到各道次以及道次间隔的应力场、应变场、应变速率场、温度场、材料流动场等宏观物理参数,以及再结晶百分数、晶粒尺寸等微观物理参数。