淬火过程的数值模拟能够描述工件在淬火过程中瞬态温度场、组织场、应力应变场以及它们之间的相互作用,并可以模拟预测工件淬火后组织、硬度以及残余应力的分布和淬火畸变。在计算机模拟中,特别是对于工件的温度场、组织场及应力应变场的数值模拟,换热系数是一个极其重要的边界条件,它直接影响着计算机模拟的准确性。因此,准确的换热系数是保证计算机数值模拟准确性非常重要的前提条件。本文测试了18CrNiMo7-6试样淬火过程的冷却曲线,通过反传热法计算出18CrNiMo7-6钢与KR128油之间的表面综合换热系数,计算中应用了有限差分方程和非线性估算法,对材料的热物性及力学性能参数进行线性回归,并考虑了组织转变过程中释放的相变潜热对温度场的影响。以计算得出的表面综合换热系数为边界条件,采用热处理模拟软件COSMAP对末端喷油淬火过程进行数值模拟,并对模拟结果进行了试验验证。此外,本文还对风电产品的一级行星圆柱齿轮的渗碳淬火过程进行了数值模拟,研究了该齿轮在渗碳淬火过程中各场量的变化规律,对残余应力的分布进行了分析。结果表明：计算得到的表面换热系数低温时随温度升高而升高,在127℃至477℃范围内,换热系数变化较快,在480℃达到峰值,随即下降,在727℃以后,换热系数变化较慢；在末端喷油淬火的模拟结果中,最大拉应力为525Mpa,位于试样凸台下面,最大压应力为400Mpa左右,位于距上端约14mm处,喷油淬火端表面主要为压应力,最大的变形量为0.116mm,发生在喷油端,随着远离冷端,马氏体越来越少,试样的变形量越来越小；在末端喷油淬火实验验证中,模拟温度曲线和实测温度曲线都是在高温变化快,在200秒以后温度变化缓慢,淬火接近300秒时,模拟温度和实测温度都在450℃左右,接近Ms点,试样中部模拟冷却曲线与实测冷却曲线比较吻合,在距淬火端1.5mm处,组织主要是板条马氏体,末端淬火模拟中的组织场云图显示,该处马氏体含量大概在90%以上,显微组织与组织场云图吻合；在齿轮的模拟结果中,变形量从齿冠到齿根体积都是膨胀的,而在节圆处膨胀量最大,齿冠和齿根处的膨胀量最小,齿轮最大拉应力为584Mpa,在腹板下端心部,最大压应力为1531Mpa,分布在部分齿面和腹板的拘束面,变形量从齿冠到齿根体积都是膨胀的,而在节圆处膨胀量最大,齿冠和齿根处的膨胀量最小。