Deform-3d热处理模拟操作热处理工艺在机械制造中占有十分重要的地位。
随着机械制造现代化和热处理质量管理现代化的发展，对热处理工艺提出了更高的要求。
热处理工艺过程由于受到加热方式、冷却方式、加热温度、冷却温度、加热时间、冷却时间等影响，金属内部的组织也会发生不同的变化，因此是个十分复杂的过程，同时工艺参数的差异，也会造成热处理加工对象硬度过高过低、硬度不均匀等现象。
Deform-3d 软件提供一种热处理模拟模块，可以帮助热处理工艺员，通过有限元数值模拟来获得正确的热处理参数，从而来指导热处理生产实际。
减少批量报废的质量事故发生。
热处理模拟，涉及到热应力变形、热扩散和相变等方面，因此计算很复杂，软件采用牛顿迭代法，即牛顿-拉夫逊法进行求解。
它是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。
多数方程不存在求根公式，因此求精确根非常困难，甚至不可能，从而寻找方程的近似根就显得特别重要。
方法使用函数f(x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程f(x) = 0的根。
牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根等。
但由于目前Deform-3d软件的材料库只带有45钢、15NiCr13和GCr15等三种材料模型，而且受到相变模型的局限，因此只能做淬火和渗碳淬火分析，更多分析需要进行二次开发。
本例以45钢热处理淬火工艺的模拟过程为例，通过应用Deform-3d 热处理模块，让读者基本了解热处理工艺过程有限元模拟的基本方法与步骤。
1 、问题设置点击“文档”（File）或“新问题”（New problem），创建新问题。
在弹出的图框中，选择“热处理导向”(heat treatment wizard)，见图1。
图1 设置新问题2、初始化设置完成问题设置后，进入前处理设置界面。
首先修改公英制，将默认的英制（English）修改成公制（SI），同时选中“形变”（Deformation）、“扩散”(Diffusion)和“相变”(Phase transformation)，见图2。
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next3 材料定义点击“Import material from ”。
从deform安装文件家中导入“Demo_Temper_Steel.KEY”文件（参考路径：D:\Program Files\SFTC\DEFORM\v11.0\3D\LABS，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。
next2）导入几何同样是在软件安装目录下，导入GearTooth.STL。
(参考路径D:\Program Files\SFTC\DEFORM\v11.0\3D\LABS），点击next。
3）生成网格输入网格数8000，Generate Mesh，next4）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。
DEFORM研究报告二、热处理1、方案：采用Pro/E建立压缩成型所需的三维模型：压缩件、压缩上模和压缩下模，文件另存为*.stl的图形数据文件，Pro/E建立的三维模型如下图所示：（1）工件设计压缩件的直径150mm，高200mm；（2）加工模具设计压缩上模采用300*300*100的刚性体；压缩上模采用400*400*100的刚性体；即以上所选定方案与压缩变形相同。
2、前处理首先，打开deform软件界面，在工具栏中点击（模拟控制），设置为公制（SI），此时环境的温度变为20℃，接着在mode中勾选热传导（Heat Transfer）单击ok，完成。
（1）按顺序分别调入workpiece（塑性）、topdie（刚性）、bottomdie（刚性），如下图所示设定bottom die为主动模（primary die），如下图（2）并运用object positioning对相互之间的位置关系进行调整，如图（3）设置坯料的物理属性1）对坯料进行网格划分，点击mesh，在元素数量中输入40000，再点击，完成网格划分操作。
2）定义坯料材料点击材料（material），在数据库（library）中选择工件的材料为TITANIUM-TYPE-1[400-2200F(200-1200C)]，点击assign material，完成材料的定义3）选定工件的热交换面点击Bcc，再单击Heat Exchange with，点击工件的外曲面和上端面，工件表面变为绿色，再点击下方的键，完成热交换面的设定4）激活坯料体积点击性质设置(Property)，再点击Target V olume下的Active，单击，完成坯料体积的激活，如下图所示（4）模具设置将下模（Bottom Die）即primary die(主动模)设置参考温度为1000℃，如图所示(5)设定模具与坯料的关系点击工具栏中的，进入inter-object界面管理页面，点击Edit，分别设定上模与工件，下模与工件之间的热传导系数，设定界面如图所示设定完毕后的界面（6）在工具栏中点击（模拟控制）点击step，进行步骤设置再点击Iteration，设定迭代方式为面迭代和牛顿迭代最后单击ok，推出模拟控制操作界面。
