离心复合铸造高速钢轧辊具有良好的耐磨性和抗热裂性,是现代轧辊的重要产品之一。热处理是改善高速钢轧辊性能的重要手段,预热过程,差温加热冷却过程,回火过程等对高速钢轧辊工作层性能和辊芯性能都有显著的影响。因此,对高速钢轧辊的热处理过程进行模拟分析具有非常重要的意义。本文使用ANSYS数值模拟的方法,建立离心复合高速钢轧辊的三维模型,确定轧辊的热处理工艺参数、热物性参数、力学性能参数和换热系数。使用温度场和应力场间接耦合的方法模拟分析高速钢轧辊的预热过程、差温加热冷却过程和三次回火过程。在预热过程中,高速钢轧辊各部分温度变化趋势近似一致,与预热工艺相同,轧辊工作层与辊芯最大温差为56℃。在差温加热过程中,当炉温温度达到1120℃时。高速钢轧辊工作层表面温度已达到1031℃,当差温加热结束后,轧辊工作层温度整体已超过1000℃,达到工作层奥氏体转化温度,此时辊芯温度在960℃以下;在冷却过程中,高速钢轧辊应力峰值发生在吹风冷却结束时,轧辊切向应力为253MPa,轧辊的轴向应力达到379MPa。模拟研究差温加热过程中,保温温度与保温时间对高速钢轧辊工作层与加热深度的影响。通过优化热处理过程,将原工艺3次保温改为2次保温,保温温度分别采用1136℃和1070℃,能减小轧辊工作层的温差,同时能降低冷却过程中的热应力。高速钢轧辊工作层最大温差由原工艺的98℃减小至85℃,加热深度由原工艺的47mm增大至55mm,吹风冷却时,轧辊轴向应力也从379MPa降低至306MPa。