Возможно, вы сможете подключиться к языку программирования R из C#, как на http://www.codeproject.com/KB/cs/RtoCSharp.aspx.
Там есть много примеров графов здесь, которые вы можете быть в состоянии преобразовать в C#, чтобы сделать то, что вы хотите.
Пакет plplot может делать то, что вы хотите. Более подробная информация здесь: http://plplot.sourceforge.net/
Элементы управления диаграммами Microsoft Chart Controls являются бесплатными и очень мощными. Microsoft купила права на элемент управления диаграммами Dundas и переработала его. Простой ли он? Нет, это очень мощный элемент управления. Но у Microsoft также есть хорошая документация и примеры для него. Примеры создают впечатление, что это просто диаграммы типа bar/pie/etc, но он может работать и с математически ориентированными диаграммами.
ZedGraph быстрый, многофункциональный и простой в использовании. это мой любимый элемент управления диаграммами.