DEFORM HT可进行金属产品复杂热处理工艺的流程设置,包括炉内加热的奥氏体化,渗碳工艺的环境碳含量,淬火介质的水、油、碱液,各工艺阶段的保温及冷却时间、温度等。通过计算分析获得热处理过程各阶段、各时刻的产品外部及内部场变量数据变化情况。
热处理工艺表设置(奥氏体化-渗碳-油淬-水洗-回火-空冷)
奥氏体化阶段某时刻温度云图
加热过程温度云图
热处理过程心部、内外表面的局部温度变化曲线
热处理中,DEFORM HT通过相变动力学方程进行各相在该过程中的转变情况,包括珠光体、铁素体等到奥氏体的扩散转变,奥氏体向马氏体的晶格切变转变,奥氏体向珠光体、铁素体的等温冷却转变,马氏体到奥氏体的转变及连续冷却转变等,计算不同热处理阶段、不同时刻的各相转变百分比及相得分布,帮助用户更合理地设计工艺保温时间及温度值。
不同时刻奥氏体的百分含量及分布情况

不同阶段马氏体的百分含量及分布情况


不同阶段回火贝氏体的百分含量及分布情况
DEFORM HT可模拟金属热处理渗碳过程中碳的内部扩散、环境碳的固溶渗透,获得渗透过程中碳的渗透深度、碳含量及分布情况,更好地优化渗碳时间、渗碳温度等工艺参数。
初始阶段碳含量
渗碳开始阶段碳含量及分布
渗碳某时刻距表面不同深度范围内的碳含量分布曲线(可获得渗碳深度值)
热处理过程中不同相具有的硬度不同,DEFORM HT可计算热处理各阶段金属产品内部及表面硬度的变化和数值,同时可考虑渗碳后表面碳含量对淬火硬度的影响。
初始状态时的硬度
油淬后硬度值及各处硬度大小分布
DEFORM HT同时考虑热处理过程中由热膨胀、相变塑性、相密度及相转变所造成的尺寸及体积变化情况,从而分析热处理过程发生的形状扭曲,体积膨胀等热处理缺陷,对于产品尺寸的变化差异可精确到微米级别。
淬火结束后尺寸变形值及材料膨胀方向
热处理淬火前后的尺寸变化
淬火前后局部部位的尺寸变形(白色为热处理前,红色为后)
DEFORM HT热处理残余应力计算包括热应力及组织应力的耦合结果,采用的弹塑性有限元模型可完全计算金属热处理过程各个时刻及淬火之后的残余应力分布情况,包括笛卡尔坐标系及圆柱坐标系下等效应力、最大主应力、环向应力、轴向应力及径向应力及其拉压应力情况,进行热处理残余应力的优化和淬火产生裂纹的判断依据。残余应力的计算及优化,可避免金属热处理裂纹及增强产品的疲劳使用寿命,提高热处理后的产品质量。
热处理结束后的最大主应力分布,包括心部表面拉压应力值

热处理裂纹模拟
DEFORM-HT可进行铝合金、镍合金等有色金属的固溶时效及应力松弛热处理分析,获得热处理温度场、残余应力、热处理形变、应力消除、裂纹等结果,优化时效温度和时间。
镍合金轮盘时效及应力消除分析
铝合金轮毂固溶淬火及时效
DEFORM-HT通过FEM有限元及BEM边界元算法进行感应热处理的分析,包括单频和多频感应加热及淬火工艺过程,可计算磁场密度、加热温度场、残余应力、相转变深度、热处理变形、裂纹等结果,优化线圈设计及电流参数、淬火时间及冷却方式。

DEFORM-HT能够模拟镍基合金固溶时效热处理分析,采用弹塑性模型计算固溶过程热应力的产生,采用蠕变模型计算时效过程应力松弛分析,同时可获得热处理变形结果。
镍基合金加热过程可实现gamma-delta相析出分析,计算delta相转变量、相尺寸及热处理强度结果,包括UTS极限拉应力、YS屈服应力等结果。
Delta相转变分析
DEFORM-HT可采用MEDC模型计算冷却过程α-β相转变分析,考虑晶体结构类型、ODF织构取向及相转变控制合金元素等因素,获得初始α相、次生α相及β相转变含量及相尺寸及各相极图等结果。
钛合金冷却过程相变分析
DEFORM-HT可通过元胞自动机法、JMAK法、中尺度法模拟工件热处理过程中微观组织的演变过程,包括回复再结晶、晶粒尺寸计算、晶粒形核及长大、晶界、位错密度、晶向等微观结果。
热处理过程微观组织模拟
具备CFD流体域计算方法,能够计算气体淬火流场、温度场、各处传热系数;
能够对多个物体在任意摆放条件下进行气体淬火分析,各物体将根据流场计算出不同的传热系数,进行冷却过程分析;
能够计算多个热处理件在气体流动冷却过程中的热处理结果,包括温度场、组织转变、体积形变、硬度、残余应力等结果。
气淬热处理CFD分析
具备专业的DOE前后处理界面,可进行热处理工艺的多参数优化及工艺设计优化;
可优化热处理温度、加热冷却及保温时间、应力应变、裂纹消除、热处理变形、组织成分、夹持条件;

任意设定变量及数值范围,任意指定目标函数;
自动优化工艺参数及边界条件,包括残余应力、变形、冷却介质、加热温度、保温时间、冷却时间、夹持位置等;
通过加热炉设计参数进行加热环境的建立,炉温根据真实的加热炉结构计算,模拟产生更真实的炉内温度;
可模拟PID模块对炉温的控制;

具备强制对流换热模型,可根据循环风机自动计算对流传热系数;
允许快速设置带固定装置的多个工件模型;
计算不同装炉方式的工件温度场、加热能耗等数据;
加热炉内工件加热温度场及能耗