Deform-3D热轧钢板淬火过程的温度场模拟(5)
为此，本次课题中引入了有限元模拟技术并以热轧钢板淬火的温度场模拟为研究对象，从简化条件下的温度场有限元模拟入手，将其模拟的结果与实际实验采集到的数据进行比较分析，从而印证有限元模拟技术在热轧钢板淬火的温度场的实际应用性，以此同时也说明了热轧钢板淬火温度场的有限元模拟是具有重要意义的。
1.5课题的研究内容
对低碳微合金高强度钢板淬火过程的温度场进行数值模拟研究，分析淬火至不同温度以及不同冷速的条件下，钢板内部温度场的分布，并讨论各自的影响规律，从而制定合理的淬火工艺。
具体研究内容如下：
1．根据课题内容和要求进行大量文献资料查阅，完成开题报告以及英文文献的译文工作。
2. 了解低碳微合金钢的淬火。
3．了解国内外有限元模拟技术在热轧钢板温度场模拟的现状及发展趋势。
4．能够熟练运用有限元软件模拟分析在对低碳微合金高强度钢板淬火过程的温度场进行数值模拟研究，分析淬火至不同温度以及不同冷速的条件下，钢板内部温度场的分布，并讨论各自的影响规律，从而制定合理的淬火工艺。
5．对试验结果进行分析，整理试验数据。
6. 完成论文的撰写。
1.6本章小结
本章介绍了低碳微合金钢板的发展及其组织特性，热轧钢板的淬火原理及工艺，有限元模拟技术在钢板中的应用，论文研究的目的、意义和研究的主要内容。
2 热处理数值模拟技术发展及特点
热处理是将钢在固态条件下加热到预定温度，并且在该温度下保持一段时间，然后以一定的冷却速度冷却下来的一种热加工工艺，其目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能。实际生产证明通过适当的热处理可以显著提高钢管的机械性能，延长钢管的使用寿命，恰当的热处理工艺可以消除热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、降低内应力，使钢管的组织和性能更加均匀。钢管经过热处理后性能之所以发生如此巨大的变化，是由于经过不同的加热和冷却过程，钢的内部组织结构发生了变化，因此要制定正确的热处理工艺规范，保证钢管热处理后质量，必须了解钢管在不同的冷却条件下不同点的冷却规律。
数值模拟的特点：热处理过程的计算机模拟有速度快、效率高、结果形象逼真、能综合、全面地反映热处理过程中各种物理量的变化规律和特点。与试验研究相结合，可以尽可能地研究、拓展、运用实测数据提供的有限信息，较好地完成实验研究难以做到或不可能做到的工作。
2.1国外热处理数值模拟技术发展
温度作为一个标量，并且与人们的实际生活联系紧密，人们对温度场的研究已经比较深入。由于实际生产、科研的需要国外的一些学者开始对温度场进行计算机模拟，有限差分法和有限单元法都已经成功的应用到温度场的数值模拟当中，近些年来边界元法也正在被广泛的研究和采用。上世纪70年代初，前苏联、日本等工业国就已经借助传热学和相变动力学开始编制温度场的计算程序；到了80年代，美国的一些实验室开始组建一些学者开始运用差分法进行温度场的模拟计算，先从二文温度模拟计算开始，后来发展为三文计算，我国的一些学者也有幸在美国参与这方面的工作，到此时已经发展了一大批非稳态温度场的计算机程序；80年代末，随着相变模型方面的研究取得进一步的成果—相变的精确预报、相变过程的计算及有限元理论技术的成熟实际应用，在淬火冷却方面，温度场计算过程中考虑了相变潜热、物性参数随温度变化等非线性因素的影响；上世纪90年代以美国为首的计算机硬件及软件计算的突飞猛进，为数值模拟技术的发展提供了来那个好的平台，使温度场计算中较难处理的非线性问题逐步被解决[9]。