17Cr2Ni2Mo為重要的傳動產品材料，具有優良的綜合力學性能，廣泛應用于重載齒輪、齒輪軸等傳統件。為滿足使用需求，滲碳后，齒輪軸均需進行淬火+低溫回火處理，低溫回火對消除殘余應力作用十分有限，齒輪淬火后殘余應力的控制主要在淬火階段，采用實測和解剖的方式對齒輪淬火過程進行研究，不僅周期長、成本高，而且不具普遍性。近年來，數值模擬技術發展十分迅速，大量的報道表明，采用數值模擬技術可以很好地指導生產，因此，基于上述目的，利用Deform熱處理模塊，對齒輪軸的淬火加熱、冷卻過程中的溫度場和應力場進行了數值模擬。

溫度場的數值模擬誤差范圍直接影響組織分布、盈利數值模擬結果的準確性，為確定溫度場數值模擬與實測溫度場的誤差范圍，采用等比例的齒輪軸進行了淬火加熱、冷卻過程的測溫實驗，對比了溫度場實測結果與模擬結果的差異，分析了產生差異的原因。并模擬報廢件的淬火工藝，分析齒輪軸淬火過程中的應力分布，并在報廢件上套取試棒進行金相組織分析，對比數值模擬結果，確定組織模擬精度。

在淬火加熱、冷卻溫度場數值模擬時，計算模型不僅在尺寸上與測溫實驗鍛件相同，在表面處理上，也按照測溫鍛件的模數、旋轉角進行開齒處理，從而保證兩者的表面傳熱面積相同。數值模擬的加熱工藝與測溫試驗加熱過程爐溫的實際記錄相同，冷卻為油冷，油溫為30℃。淬火加熱、冷卻過程的數值模擬，包括溫度場、組織場和應力場相互作用的多場耦合計算。

測溫實驗采用的鍛件熱處理狀態為正回火態，表面狀態為粗加工并開齒。采用多通道溫度記錄儀記錄加熱和油冷過程中各個溫度點的溫度變化，采樣率為0.25HZ。數值模擬的研究結果表明：

（1）采用Deform熱處理模塊計算齒輪軸加熱過程的溫度場與實測結果吻合很好，對于產品熱處理工藝的制定具有很好的指導作用。

（2）采用Deform熱處理模塊計算齒輪軸油冷過程的溫度場與實測結果存在一定的偏差，但組織模擬結果與實測結果吻合較好，說明該偏差是可以接受的。

（3）齒輪軸淬火后，在中心位置和驅動齒部位的中心位置存在較大的應力，因此實際工藝必須在實驗工藝的基礎上進行改進，防止齒輪軸發生斷裂。

（4）齒輪軸淬火過程中心部的組織應力可以抵消部分熱應力，因此通過微調成分，增加低溫階段的組織轉變量來降低淬火后的殘余應力是一種十分有效的方式。