钢铁材料的热处理是一个十分复杂的过程,很难用解析的方式精确描述。因而越来越多的人采用计算机模拟技术对单个热处理过程进行研究,并创建了相对完备的数学物理模型。实际工程中的热处理过程往往是由多道热处理工序组成的,有时前道工序会对后续处理结果产生显著的影响,因此很有必要对工件所经历的多种热处理工艺全过程进行模拟。本文在系统地介绍渗碳、淬火和回火工艺数学模型的基础上,通过顺序传递碳浓度、温度、组织和应力应变等结果作为后续模拟的初始条件,并对有关计算参数进行必要修正,建立了对渗碳-淬火-回火连续热处理工艺的整体模拟,并且能够根据工件的化学成分和经历的冷却速度估测硬度结果。文中基于此模型对20MoCr4钢制端淬试样的连续热处理过程进行了模拟分析。结果表明,强渗扩散相结合的工艺能够获得单一强渗工艺接近的有效渗层深度。对比单一淬火过程的模拟结果,渗碳后淬火过程的模拟结果显示渗碳过程导致有效渗层深度范围内Ms下降,结果淬火后有奥氏体残余,同时也延缓了贝氏体的形成。并且渗碳过程明显提高了试样近渗面附近区域的应力水平,尤其是在有效渗层深度范围内更是提高了2～3倍,这很可能导致较大淬火变形和淬火裂纹的出现。回火之后淬火马氏体全部转变成回火马氏体。　　 现在多数对于热处理过程的数值模拟研究仍主要停留在规则圆柱、立方体等简单外形的结构上,并没有充分考虑结构外形尤其是壁厚的影响。文中在对比讨论了淬火热处理过程的相变塑性计算模型后:采用其中Leblond模型对一种偏心圆环零件的淬火过程进行模拟,该零件实现了对3.6mm～14.4mm连续变化壁厚零件的淬火。结果表明偏心圆环经油淬后各部位开始形成马氏体的时间差异明显:薄壁端边缘在淬火6s时率先开始形成马氏体,薄壁端心部直至淬火25s后才开始形成马氏体,此时薄壁端边缘位置的马氏体转变已经基本完成。尽管如此,淬火完成后偏心圆环各部位的组织分布趋于均匀,都是89％的淬火马氏体和11%的残余奥氏体。淬火过程使偏心圆环在高度方向少量膨胀,同时其内外圆也都膨胀,最终变成了长轴与内外圆环圆心连线一致的两个椭圆。该方法得到的结果比采用Desalos模型实测相变塑性系数得到的淬火变形量略小,后者与实验结果更为接近。为了研究淬火变形对不同输入参数变化的敏感性,文中设计了热导率、换热系数和焓值三因素在三水平条件下的正交试验,试验结果显示,在三个影响因素中淬火材料的热导率是影响淬火变形量的主因素,焓值是最弱的影响因素,淬火介质的换热系数居中。