环件轧制技术在综合技术、经济效益等方面具有突出优势。Ti₃Al-Nb基合金作为一种良好的高温结构材料，具有弹性模量高、密度低、良好的高温力学性能和抗氧化性能。因此，Ti₃Al-Nb基合金环件在航空、航天和汽车工业的燃料发动机领域具有良好的应用前景。然而，由于环轧过程具有的非线性、时变性以及非稳态特性，使得Ti₃Al-Nb基合金轧制过程中易产生端面凹陷、椭圆及裂纹等缺陷。本文以Ti₃Al-Nb基合金为研究对象，基于DEFORM-3D有限元软件对Ti₃Al-Nb基合金环件轧制过程进行数值模拟，并优化其工艺参数，研究结果可为Ti₃Al-Nb基合金环件的实际生产提供参考。根据环件轧制理论和特点，分别建立了环件和各轧辊的运动规律数学模型。根据等温恒应变速率压缩试验数据，构建了Ti₃Al-Nb基合金的材料数据库。以Ti₃Al-Nb基合金环件成品尺寸为Φ580×Φ500×100mm，环坯尺寸为Φ445×Φ340×105mm，利用DEFORM-3D软件对Ti₃Al-Nb基合金环件轧制的过程进行模拟分析，研究轧制过程中环件几何形状的变化，温度场、等效应变场以及力能参数的演变规律。研究结果表明，轧制过程中存在“鱼尾”缺陷；温度由心部区域到表面区域逐渐降低分布，环件心部区域温度最高，端面受到轴向的轧制作用温度稍高，角部区域温度最低；等效应变场分布不均匀，等效应变由外层区域向心部区域逐渐降低，角部区域等效应变始终最大，心部区域等效应变最小；环件咬入孔型时，芯辊轧制力从零迅速增大到2.59×105N，进入稳定轧制阶段，轧制力趋于平缓下降。在分析影响椭圆度、轧制力、轧制力矩工艺参数的基础上，规划了一个L18正交试验，研究了因素（坯料开轧温度、驱动辊转速、芯辊进给速度、导向辊角度、驱动辊摩擦系数、锥辊摩擦系数）对椭圆度、轧制力和轧制力矩的影响规律。研究结果表明，锥辊摩擦系数对环件椭圆度的影响最显著，坯料开轧温度对环件轧制力及力矩的影响均最大。根据优化设计，优化出了Ti₃Al-Nb基合金环件轧制工艺参数值为：坯料开轧温度1100℃，驱动辊转速1.8182rad/s，芯辊分段进给速度1-0.8-0.6mm/s，导向辊角度75°，驱动辊摩擦系数取较大值好（0.85），锥辊摩擦系数值不宜过大（0.3）。