环件冷轧成形是一种室温下连续局部塑形成形的先进成形技术，可以用于制造各种截面形状环形零件。环件冷轧具有产品组织结构好、性能优异、几何精度高，节约能源和原材料等优点，因此广泛用于机械、交通、航海、航天等高端产品制造领域。但是目前环件冷轧研究侧重于冷轧工艺和热处理技术方面，对环件冷轧过程的微观组织、结构演变，以及组织结构与性能之间的关系研究较少，本文以高碳钢轴承环为研究对象，探明了轴承环冷轧变形的宏观变形及金属流动规律，系统研究了冷轧变形过程中，高碳钢轴承环内部微观组织结构与织构演变规律，分析了其组织结构与力学性能的关系特点，研究成果可为轴承环冷轧技术发展提供一定的理论支持。本文的主要研究内容如下：

      基于ABQUS软件平台建立轴承环冷轧的三维有限元模型，分析了轴承环冷轧过程中金属流动及应变分布，研究了轴承环冷轧的宏观变形规律。利用光学显微镜（OM）观察环件不同变形量以及同一变形量下不同区域的金相组织，研究冷轧过程环件细观组织协同变形特点，结合有限元模拟分析结果，分析了轴承环冷轧过程的金属流动和晶粒变形特点，同时验证了有限元模拟的可靠性。

      从宏观和微观两个层面研究轴承环冷轧过程中织构的形成与演变规律。采用XRD衍射技术测定不同冷轧变形量下轴承环样品的{110}、{200}和{211}三个晶面的不完整极图，并计算出各自取向分布函数得到ODF图谱，分析了轴承环冷轧过程中宏观织构的形成与演变。同时，利用EBSD微区取向技术进行环件微观织构的表征，分析了不同变形量和不同区域环件局部晶粒的取向特点，探明了锻透深度对环件织构的影响。

      采用SEM，TEM等电子显微技术研究了轴承环冷轧变形过程中铁素体形貌的演化规律，采用XRD衍射技术和EBSD晶体取向成像技术定量研究了轴承环冷轧变形过程中铁素体基体中位错密度的变化、位错组态演化、铁素体的晶界分布及取向变化的规律，探明轴承环冷轧过程中铁素体基体的细晶机理。

      通过SEM，TEM和XRD等测试手段，表征了轴承环件冷轧变形过程中环件不同变形量和不同区域的渗碳体组织形态变化，渗碳体颗粒分布规律，分析并讨论了轴承环冷轧过程中渗碳体变形及溶解的内在作用机制。

       研究了高碳钢轴承环冷轧变形过程中残余应力和力学性能的变化特点。利用XRD衍射技术分析了不同变形量下残余应力分布与演变规律；通过力学拉伸试验、硬度测试等表征轴承环冷轧过程中力学性能变化规律，研究材料微观组织对力学性能影响机理，并建立了力学性能与材料微观组织结构的数学模型。