热处理对钢的力学性能有显著的影响,在钢的热处理中,淬火的作用非常重要,它在很大程度上决定了材料最终的质量和性能。淬火的过程需要淬火介质的参与,气雾是一种新型的淬火介质,与传统的淬火介质相比,它具有很多优点。气雾的冷却速度范围比较大,介于空冷和水冷之间。气雾的冷却速度保证淬火件的冷却速度大于临界淬火冷却速度,并且不会使淬火过程进行的过于迅速,淬火后的淬火件形状变化小。同时气雾的组成成分是水和空气,能耗低,无污染。此外,气雾喷射的区域呈面状,使冷却区域的淬火比较均匀。硼钢22MnB5是一种在工业上广泛使用的低碳钢,其化学成分简单,在不同温度下淬火后强度和刚度都有显著的提升。因此开展高强度硼钢22MnB5气雾淬火条件下的力学性能预测试验研究具有非常重要的意义。本文以气雾作为淬火介质对硼钢22MnB5进行淬火试验研究。首先研究了气雾喷射工艺参数对硼钢22MnB5性能的影响,并进行了响应曲面分析。通过对正交试验结果进行极差分析和方差分析可知,初始淬火温度对淬火件硬度的影响最大,且较为显著;淬火高度和气水压强比虽然也对淬火件硬度有影响,但是影响效果不显著。通过分析响应曲面,验证气雾淬火工艺能使淬火件获得变强度梯度性能。在此基础上,通过气雾淬火平台,研究分析试样在单喷头情况下淬火过程中的温度场分布,从而获得试样表面的温度分布和范围,为后续的相变仿真界定有效的淬火区。然后通过获得的温度场数据,利用热平衡法计算出气雾和试样表面间的表面换热系数,为相变场仿真提供强有力的数据支撑。再结合FLUENT仿真软件分析了试样的温度场分布,基于试验结果和仿真结果的对比,求解气雾淬火过程中界面换热系数。进一步,FORM仿真软件,得到了淬火件的硬度场分布并对淬火过程中的相变转化进行了预测。结合试验测得的硬度数据和金相图,验证了使用有限元软件来进行气雾淬火工艺研究的可靠性和合理性。最后,通过气雾淬火工艺制备了典型的U型样件,初步探究了气雾淬火工艺在制备车身典型零件上的应用前景和价值。