2024年5月20日发(作者：仪景彰)
DEFORM热处理工艺
此案例是一个齿轮的热处理工序，包含淬火、渗碳、回火等过程。零
件如图1所示，考虑到零件的周期对称特点，这里取半个齿进行分析，
如图2所示。
图1 齿轮零
件 图2 半齿模
型
5个阶段热处理方案如下：
（1）在550℃预热半小时（1800s）；
（2）在850℃渗碳2h（7200s）；
（3）在100℃油淬火20min（1200s）；
（4）在280℃回火1h（3600s）；
（5）在空气中冷却1h（3600s）。
1 新建一个热处理问题
单击新问题图标来创建新问题。出现“问题设置”窗口。选择
“DEFORM MO预处理器”单选按钮和“ SI单位”单选按钮，然后单击
next
进入MO前处理器后，见下图，输入项目名称，标题，存储路径等
点击OK
然后点击左侧栏的Explorer，找到3D HT Wizard后点击旁边的
。可以看到右侧Pre下有热处理过程设置。
2 过程设置
按照需要把模式选上，这里把三个都勾上，即考虑相转变、扩散、变
形过程。点击next
3 材料定义
点击“Import material from ”。从deform安装文件家中导入
“Demo_Temper_”文件（参考路径：
D:Program
FilesSFTCDEFORMv11.03DLABS，我安装在了D盘
），点击
Next。
4 坯料定义
1）将坯料定义为弹塑性体。next
2）导入几何
同样是在软件安装目录下，导入。(参考路径
D:Program FilesSFTCDEFORMv11.03DLABS
），点击next。
3）生成网格
输入网格数8000，Generate Mesh，next
4）赋予材料
选择刚刚定义的材料
5）定义边界条件
首先定义对称边界条件，选中对应两个面
然后因为是弹塑性体的模拟，所以需要定义固定边界条件。这里对一
个节点的x，y，z方向的位移进行固定约束。当然，考虑到上面已经
定义了两个对称边界条件，也可以只进行Z方向上的约束。
5 坯料初始化
点击，然后选择diffusion，点击，给所有节点定义C原子
分数为0.2%
再点击，选择Microstructure下的Phase，点击
，初始化为1，其余为0。定义所有单Pearlite+Bainite后面的
元的初始组织中珠光体加贝氏体体积分数为1%。点击next
6 介质定义
这里定义了四种介质，及其相对应的热交换区。
具体步骤如下：
1）将第一种介质重命名为“Heating Furnace”，然后将“Default”区的
传热系数（HTC）恒定为0.1。通过选中“辐射”按钮来激活辐射。
2）添加介质“ e（”用于渗碳）。将“Default”传热系数（HTC）
设置为常数0.05。对于在“ e”中，为“ Diffusion Surface
Reaction coefficient”输入0.0001。通过选中“辐射”按钮来激活辐射。
3）添加介质“Oil”。禁用“辐射”。将“Default”传热系数（HTC）设置为
常数5.5。
另外，向介质“Oil”中添加一个热传递区域（Zone#1）。单击工件边界
以在工件底部指定该区域，如下图。注意，您可能需要在点左侧栏选
择窗口中的进行单元的点选才能正确指定区域。
对于Zone#1，定义与温度相关的传热系数，点击
据，点击OK
输入下表数
4）添加介质“ Air”。将“Default”传热系数（HTC）设置为常数0.02.
7 定义热处理过程
在方案定义界面，输入5个阶段工序计划：
（1）在550℃预热半小时（1800s）；
（2）在850℃渗碳2h（7200s），将原子容量（Atom）设置为0.8；
（3）在100℃油淬火20min（1200s）；
（4）在280℃回火1h（3600s）；
（5）在空气中冷却1h（3600s）。
以上数据可在Advanced中电极Define修改。
8 模拟控制
设置如下
9 生成数据库
先Check一下，再Generate
10 开始模拟
点击开始模拟，其它保持默认，OK
11 后处理
点击Post，查看后处理结果。点击All，查看所有步数。
在后处理中，可查看：
1.油淬火后检查工件的状态。感兴趣的状态变量可能包括碳含量，马
氏体（M），铁素体（F）和珠光体+贝氏体（PB）的体积分数以及残
余应力。请注意，此时，齿轮表面附近的M高达0.77，最大有效应力
约为470 KSI。（这种高应力在现实生活中可能不存在，因为会产生
裂纹。）
2.回火后检查相同的状态变量。注意到齿轮表面附近M减少到〜0.2，，
其中大部分转变为回火铁素体+渗碳体（TFC）。最大有效应力降低到
〜180 KSI
3.此外，在工件的不同位置进行点跟踪相体积分数可以有助于理解所
发生的复杂现象。
【阅读原文可查看视频操作
】
2024年5月20日发(作者：仪景彰)
DEFORM热处理工艺
此案例是一个齿轮的热处理工序，包含淬火、渗碳、回火等过程。零
件如图1所示，考虑到零件的周期对称特点，这里取半个齿进行分析，
如图2所示。
图1 齿轮零
件 图2 半齿模
型
5个阶段热处理方案如下：
（1）在550℃预热半小时（1800s）；
（2）在850℃渗碳2h（7200s）；
（3）在100℃油淬火20min（1200s）；
（4）在280℃回火1h（3600s）；
（5）在空气中冷却1h（3600s）。
1 新建一个热处理问题
单击新问题图标来创建新问题。出现“问题设置”窗口。选择
“DEFORM MO预处理器”单选按钮和“ SI单位”单选按钮，然后单击
next
进入MO前处理器后，见下图，输入项目名称，标题，存储路径等
点击OK
然后点击左侧栏的Explorer，找到3D HT Wizard后点击旁边的
。可以看到右侧Pre下有热处理过程设置。
2 过程设置
按照需要把模式选上，这里把三个都勾上，即考虑相转变、扩散、变
形过程。点击next
3 材料定义
点击“Import material from ”。从deform安装文件家中导入
“Demo_Temper_”文件（参考路径：
D:Program
FilesSFTCDEFORMv11.03DLABS，我安装在了D盘
），点击
Next。
4 坯料定义
1）将坯料定义为弹塑性体。next
2）导入几何
同样是在软件安装目录下，导入。(参考路径
D:Program FilesSFTCDEFORMv11.03DLABS
），点击next。
3）生成网格
输入网格数8000，Generate Mesh，next
4）赋予材料
选择刚刚定义的材料
5）定义边界条件
首先定义对称边界条件，选中对应两个面
然后因为是弹塑性体的模拟，所以需要定义固定边界条件。这里对一
个节点的x，y，z方向的位移进行固定约束。当然，考虑到上面已经
定义了两个对称边界条件，也可以只进行Z方向上的约束。
5 坯料初始化
点击，然后选择diffusion，点击，给所有节点定义C原子
分数为0.2%
再点击，选择Microstructure下的Phase，点击
，初始化为1，其余为0。定义所有单Pearlite+Bainite后面的
元的初始组织中珠光体加贝氏体体积分数为1%。点击next
6 介质定义
这里定义了四种介质，及其相对应的热交换区。
具体步骤如下：
1）将第一种介质重命名为“Heating Furnace”，然后将“Default”区的
传热系数（HTC）恒定为0.1。通过选中“辐射”按钮来激活辐射。
2）添加介质“ e（”用于渗碳）。将“Default”传热系数（HTC）
设置为常数0.05。对于在“ e”中，为“ Diffusion Surface
Reaction coefficient”输入0.0001。通过选中“辐射”按钮来激活辐射。
3）添加介质“Oil”。禁用“辐射”。将“Default”传热系数（HTC）设置为
常数5.5。
另外，向介质“Oil”中添加一个热传递区域（Zone#1）。单击工件边界
以在工件底部指定该区域，如下图。注意，您可能需要在点左侧栏选
择窗口中的进行单元的点选才能正确指定区域。
对于Zone#1，定义与温度相关的传热系数，点击
据，点击OK
输入下表数
4）添加介质“ Air”。将“Default”传热系数（HTC）设置为常数0.02.
7 定义热处理过程
在方案定义界面，输入5个阶段工序计划：
（1）在550℃预热半小时（1800s）；
（2）在850℃渗碳2h（7200s），将原子容量（Atom）设置为0.8；
（3）在100℃油淬火20min（1200s）；
（4）在280℃回火1h（3600s）；
（5）在空气中冷却1h（3600s）。
以上数据可在Advanced中电极Define修改。
8 模拟控制
设置如下
9 生成数据库
先Check一下，再Generate
10 开始模拟
点击开始模拟，其它保持默认，OK
11 后处理
点击Post，查看后处理结果。点击All，查看所有步数。
在后处理中，可查看：
1.油淬火后检查工件的状态。感兴趣的状态变量可能包括碳含量，马
氏体（M），铁素体（F）和珠光体+贝氏体（PB）的体积分数以及残
余应力。请注意，此时，齿轮表面附近的M高达0.77，最大有效应力
约为470 KSI。（这种高应力在现实生活中可能不存在，因为会产生
裂纹。）
2.回火后检查相同的状态变量。注意到齿轮表面附近M减少到〜0.2，，
其中大部分转变为回火铁素体+渗碳体（TFC）。最大有效应力降低到
〜180 KSI
3.此外，在工件的不同位置进行点跟踪相体积分数可以有助于理解所
发生的复杂现象。
【阅读原文可查看视频操作
】