掺杂钨具有熔点高、膨胀系数低和良好的高温抗下垂性能等优点,被广泛用作于照明、气体放电光源以及电子管的阴极材料。通过热变形方法,获得组织与性能优异的细晶掺杂钨棒是制备掺杂钨丝的重要步骤,传统的旋锻工艺虽能获得较大变形量,但加工后的组织不均匀且耗能较大;三辊轧机轧制掺杂钨棒材,轧件咬入能力较弱,且结构复杂,维护较为繁琐。本文通过高速连轧机,采用一火次十道连轧的连轧工艺,将直径为18.5mm的掺杂钨烧结棒连轧为直径9mm的掺杂钨杆,研究了掺杂钨棒的显微组织及连轧过程的应力和应变场。利用金相显微镜、扫描电子显微镜等方法观察了四道、六道、十道次连轧后掺杂钨棒材横截面的组织。结果发现:掺杂钨棒材连轧后,显微组织显著细化,道次越多,晶粒细化越显著。经过十道次连轧后,晶粒平均直径约为3~5μm,烧结孔被压缩甚至闭合,掺杂钨棒横截面边缘区域晶粒比中心区域更加细小。部分连轧后的掺杂钨棒出现了区域性的晶粒异常长大,其内部钾泡及钾管较多。随着连轧道次的增加,掺杂钨棒的显微硬度明显提高。通过Abaqus软件对掺杂钨棒的四道次、六道次、十道次连轧过程进行有限元模拟,对模拟后的轧件网格变形、温度场、应力场、应变场以及轧制力进行了分析。结果表明,连轧过程中掺杂钨棒横截面上心部温度最高,表面温度最低。在变形区内,轧件表面的等效应力和残余等效应力最大,向心部递减,中心处的等效应力和残余等效应力最小;四道次、六道次连轧的轧件心部等效应变最大,向表面递减,经过十道次连轧后,轧件等效应变的分布为表面最高,心部最低。残余等效应变从轧件表面向中心逐渐减小,最小值出现在约2/5R处,其后又逐渐增大。残余等效应变最小值出现的区域,与部分连轧后掺杂钨棒的晶粒异常长大区域相符,是导致掺杂钨棒晶粒异常长大的主要原因。随着连轧道次的增加,各道次稳态轧制阶段的轧制力波动逐渐变大,说明轧制的稳定性降低。通过对不同初轧温度和摩擦系数下残余应力、残余应变及轧制力的变化分析,发现随着初轧温度和初轧速度的升高,十道次连轧的轧制力和轧件的残余应力逐渐降低,残余应变增加;残余应力、残余应变和轧制力均随着摩擦系数的增大而增大。