與加熱工藝緊密相關的一個工藝是熱處理工藝，兩者之間非常相似。熱處理工藝過程也是溫度、組織和應力之間相互作用的一個復雜的過程，不過兩者相變的方向及熱量的傳遞方向剛好相反。在金屬材料的熱處理領域中，人們從 20 世紀 70 年代就開始關注熱處理過程的計算機數值模擬，淬火、回火和滲碳工藝是研究的熱點問題，得到了廣泛的研究。

國外 20 世紀 70 年代有學者開始研究組織轉變、應力和應變行為。到 80 年代先后建立了溫度-相變耦合、溫度-相變-應力三因素耦合的數學模型。經過各國學者的不斷努力，加熱數學模型和計算機模擬研究取得了很大進展，求解非線性瞬態溫度場的數值方法已相當成熟，非等溫的連續加熱相變計算、溫度場-相變耦合模型等研究成果為相變過程的計算機模擬創造了條件。在熱應力與組織應力的計算方面，近年來采用有限單元法和熱彈塑性模型，在應變量計算中考慮了彈性應變、塑性應變、熱應變、相變應變和相變超塑性，在塑性區處理中考慮了屈服模型和應變強化效應。一些文獻還報道了應力對相變動力學的影響。工件加熱過程是溫度、相變、應力相互作用的過程，上述一系列研究成果為工件加熱過程建立溫度-相變-應力相互耦合的數學模型，以及進行計算機模擬仿真打下了理論基礎。江蘇大學的崔志坤建立金屬工件加熱過程的溫度場、相組織場和熱應力場耦合數學模型，并運用MATLAB7.4 軟件編制計算程序實現了對長圓柱狀工件在加熱過程中溫度場、組織場和熱應力場的監控。昆明理工大學的張翠敏用有限差分法建立了鋼坯內部溫度場的模型，準確地預報了鋼坯在加熱過程中內部溫度場數據，并通過圖形處理軟件OpenGL實現了鋼坯內部溫度場的可視化。上海交通大學的雷雪運用MSC.MARC有限元模擬軟件對低壓轉子淬火前的加熱工藝進行了優化，保證了加熱結束時轉子表心溫差不超過 10℃，基本達到均溫轉子全部奧氏體化，并有效降低了加熱過程中產生的最大熱應力值。利用數值模擬的方法制定鋼錠在加熱規范只有華南理工大學的向可曾做過相關的研究，得到鋼錠在加熱過程中的溫度場和應力場。

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