随着现代工业水平的迅速发展，大尺寸构件也被越来越广泛的应用于生产生活中。实验法作为传统的材料性能研究方法，不仅需要大量的工作时间和试验成本，而且对尺寸较大的工件无法进行较准确的性能评估。而随着计算机水平的提升，有限元法在理论上已日趋成熟，有限元仿真在热处理领域的应用也越来越全面和深入。因此本文选择计算机仿真模拟与实验法相结合的方法来研究本课题。创建有限元仿真所需的三维模型采用三维设计软件Solidworks建立风电轴承套圈的三维实体模型。本文利用有限元分析软件DEFORM-3D对大功率风电机组用偏航变桨轴承套圈的冷却过程进行数值模拟，从而得到其冷却过程中材料不同部位的时间、温度和即时冷却速度，并且通过模拟还得到了不同冷却介质下的冷却曲线。通过端淬试验和模拟热处理对大功率风电偏航轴承套圈用钢42CrMo、40CrNiMo以及42CrMnMoB的淬透性和力学性能进行了研究。模拟热处理工艺为利用DEFORM软件模拟出的套圈壁厚四分之一处的油淬冷却曲线，在模拟热处理炉中进行处理，经高温回火对试样进行金相、硬度、拉伸、冲击等综合力学性能测试。端淬试验结果表明，42CrMnMoB钢的淬透性最高，综合力学性能的测试结果表明，42CrMnMoB钢的强度稍低于40CrNiMo，但远高于42CrMo，且其冲击韧性最高，在本研究的三种钢中拥有最好的强度和韧性配合。因此自研材料42CrMnMoB基于其高淬透性和良好的强韧性配合，在改进冶金质量后有希望用于大功率风电偏航与变桨轴承套圈的制造。