材料热加工工艺模拟现状及趋势
2024年热锻模市场发展现状
2024年热锻模市场发展现状引言热锻模是热锻工艺中的重要工具，广泛应用于军工、航空航天、汽车等行业。
本文将以1500字左右的篇幅，就热锻模市场的发展现状进行综述。
市场规模热锻模市场的规模在近年来持续扩大。
这得益于军工、航空航天等行业的持续发展，以及汽车行业的快速增长。
这些行业对高质量的锻造件的需求不断增加，进而推动了热锻模市场的发展。
市场竞争格局目前，热锻模市场的竞争格局整体上较为稳定。
大型企业占据了市场的主要份额，具有一定的垄断地位。
这些企业拥有先进的技术和设备，能够提供高质量的热锻模。
而小型企业则主要通过降低价格来获取市场份额。
虽然市场竞争激烈，但各家企业仍有机会获得稳定的订单。
技术创新技术创新是热锻模市场发展的重要推动力。
随着科学技术的进步，热锻模制造技术也在不断革新。
新材料的应用、CAD/CAM技术的发展、先进的制造工艺等都为热锻模的制造提供了更高效、更精密的工具。
这些新技术的引入不仅提高了热锻模的质量，更加快了生产效率，降低了成本。
市场趋势未来热锻模市场的发展趋势可以归纳为以下几点：1.多功能多腔位模具的需求增加。
随着产品复杂度的提高，对多功能多腔位模具的需求也越来越大。
这些模具能够同时锻造多个零部件，提高生产效率。
2.高温合金材料的应用增多。
高温合金材料具有耐高温、抗腐蚀等优良性能，在航空航天等领域得到广泛应用。
因此，对能耐高温的热锻模的需求也在增加。
3.智能制造的发展。
智能制造将会改变热锻模的制造方式和生产流程。
3D 打印技术、物联网技术等的应用将大大提高热锻模的制造精度和生产效率。
面临的挑战热锻模市场仍然面临一些挑战：1.市场价格竞争激烈。
小型企业通过降低价格来争夺市场份额，导致市场价格过低，影响企业的盈利能力。
2.技术难题的突破。
虽然已经取得了一定的技术进展，但与国际先进水平相比还有一定差距。
需要加强科研力量和技术创新，解决一些难题。
3.市场需求变化快速。
市场需求的变化速度很快，企业需要及时调整生产方向，灵活应对市场变化。
我国热处理的现状及先进热处理技术的发展和展望
我国热处理的现状及先进热处理技术的发展和展望热处理是指通过加热和冷却工艺，改变材料的组织结构和性能的一种工艺方法。
热处理广泛应用于钢铁、有色金属及其合金、塑料等材料的生产过程中，对提高材料的力学性能和使用寿命具有重要作用。
1.技术水平相对较低。
虽然我国热处理行业经过长期的发展已经取得了一定成就，但与国际先进水平相比还存在差距。
在技术设备和管理方面，我国热处理企业普遍存在缺乏投入和关注的问题。
2.信息化程度不高。
我国热处理行业在信息化方面的投入和应用较少，信息化程度相对较低，企业之间的信息共享和交流不够密切，影响了行业整体的发展。
3.环保意识不足。
我国热处理行业大部分企业在环境保护方面存在一定问题，热处理工艺中的废水、废气等排放未能得到有效处理和控制。
目前，我国热处理行业正积极推进先进热处理技术的发展，以提高产品质量、提升企业竞争力，并改善行业整体环境。
以下是我国先进热处理技术的发展和展望：1.先进的真空热处理技术。
真空热处理能够在无氧或低氧氛围中进行，减少材料表面氧化的问题，提高材料的耐腐蚀性和机械性能。
同时，真空热处理还能够实现材料的表面强化和改性，提高材料的使用寿命。
2.先进的低温热处理技术。
低温热处理技术主要包括低温渗碳、低温氮化等。
通过低温热处理可以实现材料的表面硬化和改性，提高材料的磨损和疲劳性能，同时减少材料的变形和裂纹。
3.先进的等离子体热处理技术。
等离子体热处理是一种通过等离子体化学反应实现材料表面改性的方法。
该技术具有温度低、速度快、效果好等优点，能够实现材料的表面强化和改性，提高材料的高温性能和抗腐蚀性。
展望未来，我国热处理行业在发展先进热处理技术的同时，应加强与国际接轨，提高品牌影响力和核心竞争力。
同时，还应注重培养热处理人才，推动热处理行业的技术创新和进步。
此外，还需要关注环保问题，推动热处理行业的绿色发展，减少对环境的影响。
总之，我国热处理行业在发展先进热处理技术方面还存在一定的差距，但随着技术的不断进步和应用的推广，相信我国热处理行业将会迎来更好的发展机遇。
材料加工技术的发展现状与展望
材料加工技术的发展现状与展望材料加工技术的发展现状与展望材料加工技术是指在原材料的基础上，通过一定的工艺手段进行加工和处理，使其达到预期的使用要求。
随着社会经济的发展和科技的不断进步，材料加工技术也得到了长足的发展。
目前，材料加工技术已经广泛应用于生产生活的各个领域。
例如，制造业中的机械制造、电子设备制造、航空航天制造、船舶制造等行业都需要材料加工技术的支持；建筑业中的建筑材料、装修材料等也需要经过一系列的材料加工技术处理，才可以最终成为我们使用的建筑产品。
在材料加工技术的发展过程中，最重要的一点是材料加工效率的提升。
现代材料加工技术不仅可以大大缩短加工时间，同时还可以提高材料加工的精度和质量，降低生产成本。
比如，数控机床可以实现自动化控制，高速加工、高精度加工；激光加工技术可以实现对材料的精细加工等。
同样重要的是，材料加工技术在环境保护方面也做出了很大贡献。
例如，采用无害化处理技术可以降低对环境的污染；利用再生材料进行加工也可以大大减少资源浪费和污染。
展望未来，随着人工智能、云计算、物联网等新兴技术的出现和应用，材料加工技术将迎来更为广阔的发展空间。
未来的材料加工技术将更加智能化，加工效率和生产质量将更高。
例如，基于虚拟现实和增强现实技术的电子白板可以实现在任何地方进行远程联合协同设计、演示、调试，让研发、生产环节更加顺畅；基于AI技术的材料加工流程智能化，可以自动识别材料性质、自动调整工艺参数等。
在加工材料的同时，我们也要注重材料的可持续性。
绿色材料、低碳材料、环保材料等将成为未来的发展方向。
材料可持续性对于环境的保护和资源的保护都具有重要意义。
大规模应用这些材料有利于节约资源、减少能源消耗和环境污染，保护生态环境。
总之，随着科学技术的不断发展，材料加工技术的发展前景将非常广阔。
我们要不断地创新，不断拓展材料加工技术的应用领域，为推动经济发展和生态环保事业做出积极贡献。
镁合金热处理的研究现状及发展趋势
镁合金热处理的研究现状及发展趋势一、研究现状1. 热处理工艺目前，镁合金的热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将镁合金加热至一定温度，使合金中的固溶体达到最大溶解度，然后快速冷却，以达到增强合金的目的。
时效处理是在固溶处理后，将合金再次加热至一定温度，使固溶体析出细小的弥散相，从而提高合金的强度和耐腐蚀性能。
退火处理是将镁合金加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除合金中的残余应力和改善其塑性。
2. 热处理工艺对合金性能的影响热处理工艺对镁合金的性能有着重要的影响。
固溶处理能够提高镁合金的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。
时效处理能够提高镁合金的强度和耐腐蚀性能，但也会降低其塑性和韧性。
退火处理能够消除合金中的残余应力和改善其塑性，但会降低其强度和硬度。
3. 热处理工艺的优化为了优化镁合金的热处理工艺，目前的研究主要集中在以下几个方面：（1）优化固溶处理工艺，以提高合金的强度和硬度，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（2）优化时效处理工艺，以提高合金的强度和耐腐蚀性能，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（3）优化退火处理工艺，以消除合金中的残余应力和改善其塑性，同时尽可能地保持其强度和硬度。
（4）开发新的热处理工艺，以进一步提高镁合金的性能。
二、发展趋势1. 热处理工艺的智能化随着科技的发展，热处理工艺也将越来越智能化。
智能化的热处理设备可以根据不同的合金材料和工艺要求，自动调整加热温度、保温时间和冷却速率等参数，以达到最佳的热处理效果。
2. 热处理工艺的节能化在热处理工艺中，能源消耗是一个重要的问题。
为了节约能源，未来的热处理设备将会采用更加节能的加热方式，如电磁加热、红外加热等。
3. 热处理工艺的环保化在热处理过程中，会产生大量的废气和废水，对环境造成污染。
为了保护环境，未来的热处理设备将会采用更加环保的工艺，如高温氧化、湿式电除尘等。
4. 热处理工艺的多功能化未来的热处理设备将会具备更多的功能，如自动化控制、在线检测、数据采集和分析等，以满足不同用户的需求。
材料热加工组织性能数值模拟的现状及发展
材料热加工组织性能数值模拟的现状及发展李立新刘雪峰汪凌云摘要：系统地介绍了材料热加工组织性能的物理模拟、数值模拟以及材料的质量控制和制造工艺的优化的最新进展。
关键词：材料热加工组织性能模拟State and Development of Mathematical Simulationfor Microstructure and Properties of Material during Hot WorkingLi Lixin(Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081)Liu Xuefeng and Wang Lingyun(Chongqing University)Abstract：The recent development of the physical simulation and mathematical simulation for structure and property of material hot-worked and the optimization for quality control and manufacture process of material are introduced systematically in this paper.Material Index：Material, Hot-Worked, Structure, Property, Simulation▲金属塑性加工的模拟方法有物理模拟和数值模拟，例如用室温状态的铅模拟钢的热加工，用热模拟机模拟材料的热力学行为，用有限元数值分析模拟钢的锻造［1～10］、轧制［11～16］、挤压［17］、拉拔［18］、板成型［19、20］以及焊接［21］等。
根据模拟研究内容的发展，又可分为宏观模拟与微观模拟，前者主要研究宏观塑性变形行为、成形特性、内部孔隙和疏松的压实技术及参数，后者则着重探讨微观塑性变形机制，寻找塑性加工过程中组织性能的变化规律并优化工艺方案和参数。
金属材料热处理技术现状及发展趋势论文
论文题目：金属材料热处理技术现状及发展趋势摘要：热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
关键词：金属材料热处理技术，现状，发展趋势1.金属热处理的方式：金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。
根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。
同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。
整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺.退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，或者是使前道工序产生的内部应力得以释放，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
正火或称常化是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行较长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
2.金属热处理技术现状：对比发达国家，我国的金属材料热处理技术水平相对较低，而且金属热处理所需要的热处理技术的自动化水平以及专业度都存在相对落后的问题，在金属热处理时经常会发生工件脱碳以及氧化的问题，无法保证产品的质量。
产品质量的不稳定会让消费者丧失对我们产品的信心，降低购买需要。
当我们对外供给减少，产品大量的堆积，阻碍经济的回流，导致工厂中的器件无法升级，吸收不到人才，就业压力增大各种问题。
浅析材料加工技术的现状及发展趋势
浅析材料加工技术的现状及发展趋势作者：牛鹏勇孟晓越来源：《信息记录材料》2019年第01期【摘要】随着信息化时代的到来，社会经济的不断发展，科学技术的不断进步，材料加工技术作为社会科学技术进步的重要物质基础之一，对材料加工技术的变革势在必行。
本文主要针对目前材料加工技术的现状与历史发展过程着手，对材料加工技术的发展趋势和发展方向进行了概括和总结，对其新的发展方向进行了探索和分析。
【关键词】材料；现状；发展趋势；可持续发展【中图分类号】TQ01 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2019）01-0032-021 引言人类社会的发展与科学的进步都是以材料为其发展的物质基础，社会信息化的转变与人的可持续发展也是以新材料为基础的。
材料作为人类文明的三大支柱之一，是人类文明发展的代表作，人类文明的发展、高新技术的应用都离不开材料的变革与进步，因此新材料和新材料的加工与技术越来越受到人们的重视，发展新材料势在必行。
2 材料加工技术的历史与现状人类历史在不断变化发展之中，同样材料加工技术也在进行着一次又一次的革新，自公元前4000年开始，材料加工技术进行了五次历史性的变革，人类从以石器为主要使用工具转变为使用青铜器，人类逐步掌握了铜的熔炼和铸造，由此产生了第一次材料加工技术的革命，人类的生产和生活有了质的提高。
材料加工技术的第二次飞跃是在公元前1350-1400年，铁器时代进一步取代了青铜器时代，材料加工技术得到了进一步发展，锻造技术和冶炼技术的出现使人们生产工具和武器的水平大大提高，同时生产率水平也得到了进一步提高。
第三次材料加工技术的革命和第四次材料加工技术的革命分别在公元1500年左右和20世纪初期，第三次材料加工技术的革新始于合金化技术的出现与发展。
合成材料技术的出现与发展促使第四次材料加工技术的出现，这两次技术的革新为人类文明的发展以及近现代工业的快速发展做出了巨大的贡献。
20世纪末是材料加工技术的第五次革命，先进的材料设计与制备工艺是第五次材料革命的重要标志，随着国家逐渐步入信息化时代，高精尖技术、电子信息等相继出现，各种高科技取代了原来的陈旧的生产方式，同样新材料的应用及加工技术也得到了相应的改变。
(工艺技术)材料热加工工艺的现状以及发展
材料热加工工艺的现状以及发展| 评职称，发论文•交给机电之家.3亍月内完成！收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知当前，金属材料仍是应用范围最为广泛的机械工程材料，材料热加工（包括铸造、锻压、焊接、热处理等）是机械制造业重要的加工工序，也是材料与制造两大行业的交叉和接口技术。
材料经热加工才能成为零件或毛坯，它不仅使材料获得一定的形状、尺寸，更重要的是赋予材料最终的成份、组织与性能。
由于热加工兼有成形和改性两个功能，因而与冷加工及系统的材料制备相比，其过程质量控制具有更大的难度。
因此，对材料热加工过程进行工艺模拟进而优化工艺设计，具有更为迫切的需求。
近二十多年来，材料热加工工艺模拟技术得到迅猛发展，成为该领域最为活跃的研究热点及技术前沿。
o、引言0.1使金属材料热加工由技艺”走向科学”彻底改变热加工的落后面貌金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，难以直接观察。
在这个过程中，材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。
我们必须控制这个过程使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态，必须使缺陷减到最小或将它驱赶到危害最小的地方去。
但这一切都不能直接观察到，间接测试也十分困难。
长期以来，基础学科的理论知识难以定量指导材料加工过程，材料热加工工艺设计只能建立在经验”基础上。
近年来，随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化，材料成形过程工艺设计方法正在发生着质的改变。
材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工理论指导下，通过数值模拟和物理模拟，在试验室动态仿真材料的热加工过程，预测实际工艺条件下材料的最后组织、性能和质量，进而实现热加工工艺的优化设计。
它将使材料热加工沿此方向由现虚拟制造迈出第一步，使机械制造业的技术水平产生质的飞跃。
热加工过程质量的先进手段，特别对确保关键大件一次制造成功,我国重大机电设备研制、生产的一个难点是大件制造；大件制造的关键又是热加技艺”走向科学”并为实0.2是预测并保证材料具有重大的应用背景和效工。
国内外热加工工艺模拟技术的现状与发展趋势1
国内外热加工工艺模拟技术的现状与发展趋势1国内外热加工工艺模拟技术的现状与发展趋势国内外热加工工艺模拟技术的现状与发展趋势一、技术概述热加工工艺模拟及优化设计技术是应用模拟仿真、试验测试等手段，在拟实的环境下模拟材料加工工艺过程，显示材料在加工过程中形状、尺寸、内部组织及缺陷的演变情况，预测其组织性能质量，达到优化工艺设计目的的一门崭新技术。
它的研究范围一般可分为：1.热加工过程的数值模拟。
通过建立能准确描述某一热加工工艺过程的数理模型及对数理方程的简化求解，动态显示该过程并预测其结果。
分为宏观(mm-m 级)、微观(μm-mm级)、原子(nm-μm级)三个不同的模拟尺度。
2.热加工过程的物理模拟及专家系统。
通过得到准确的临界判据，检验、校核数值模拟的结果；用于影响因素十分复杂的工艺过程，作为数值模拟的必要补充。
3.热加工过程的基础理论及缺陷形成原理。
它是准确地建立过程数理模型，得到缺陷科学判据的研究基础。
二、现状及国内外发展趋势1.国内外发展现状材料热加工工艺模拟研究于1962年开始于铸造过程，进入70年代后，从铸造逐步扩展到锻压、焊接、热处理，在全世界形成了材料热加工工艺模拟的研究热潮。
经多年研究开发，针对常规铸造、冲压、热锻已经形成一批热加工工艺模拟商业软件；并已在铸造、锻压生产中得到一定应用，在注塑、焊接、热处理中的应用刚刚起步；同时数值模拟已逐步成为新工艺研究开发的重要手段和方法。
2.发展趋势展望近年来，热加工工艺模拟不断向广度、深度拓展，其技术发展趋势是：(1)宏观-中观-微观已普遍由建立在温度场、速度场、变形场基础上的旨在预测形状、尺寸，轮廓的宏观尺度模拟(mm-m级)进入到以预测组织、结构、性能为目的的中观尺度模拟(毫米量级)及微观尺度模拟(微米量级)阶段。
(2)单-分散-耦合集成模拟功能已由单一的物理场模拟普遍进入到多种物理场相互耦合集成的阶段，以真实模拟复杂的热加工过程。
(3)共性、通用-专用、特性由于普通铸造、冲压、锻造工艺模拟的日益成熟及商业软件的出现，研究工作的重点和前沿已由共性通用问题转向难度更大的专用特性问题。
材料加工技术的发展现状与展望
材料加工技术的发展现状与展望随着科技的飞速发展，材料加工技术作为制造业的重要支柱，也在不断地推陈出新。
本文将概述材料加工技术的背景和概念，分析其发展现状，并探讨未来的研究方向和应用前景。
材料加工技术是指通过对原材料进行一系列的物理、化学或机械加工，将其转化为具有所需形状、尺寸和性能的产品或零部件的技术。
材料加工技术主要包括金属加工、塑料加工、陶瓷加工和复合材料加工等领域。
材料加工技术广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造、电子产品、生物医疗等领域。
例如，在航空航天领域，材料加工技术被用来制造高性能的飞机和卫星；在汽车制造领域，材料加工技术被用来制造各种零部件和总成；在电子产品领域，材料加工技术被用来制造集成电路、微处理器等关键部件。
当前，材料加工技术的研究重点主要集中在高效加工、精密加工、超硬材料加工、生物医用材料加工等领域。
例如，高效加工方面，研究如何提高加工速度、降低能耗和减少废料；精密加工方面，研究如何提高加工精度和表面质量；超硬材料加工方面，研究如何有效切割、磨削和抛光超硬材料；生物医用材料加工方面，研究如何制造具有生物活性的植入物和医疗器械。
未来，材料加工技术的发展趋势将朝着智能化、绿色化、高效化和精密化方向发展。
智能化方面，将引入人工智能、机器学习等技术，实现加工过程的自动化和智能化；绿色化方面，将注重环保和可持续发展，推广清洁生产和循环经济；高效化方面，将追求高速度、高精度和高效率的加工；精密化方面，将致力于提高加工精度和表面质量，满足高端制造业的需求。
未来，材料加工技术的研究方向将包括新材料的研究与开发、智能制造、绿色制造、微纳制造等领域。
例如，在新材料研究与开发方面，研究新型的高性能复合材料、功能材料和纳米材料；在智能制造方面，研究智能化的材料加工技术和装备，实现加工过程的自动化和智能化；在绿色制造方面，研究环保和可持续发展的材料加工技术和方法；在微纳制造方面，研究微纳制造工艺和装备，实现微纳级精度制造。
材料热加工工艺模拟技术的现状及发展趋势
２ ２
江
苏
煤
炭
２０ ０ ２年第 ３期
材 料热加工 工艺模拟 技术的现状 及发展 趋势
应 上进
（ 浙江省永康 市城镇 职业学校 ， 浙江 永康 ３ １０ ２ ３０）
［ 摘
要 ］ 通过材料热加 工工艺模拟技术的现状及发展趋势的分析 ， 出了开展 热加 工工艺 提
模 拟及 应 用 的建议 。
［ 关键词］ 模拟技 术； 应用现状 ； 发展趋势 ［ 中图分类号］ Ｔ ｌ ． ［ Ｇｌ ７ 文献标识码 ］ Ｂ ［ １ 文章编号］ １ ３ ６８ ２ ２ ３ Ｃ ２ ０ （ — ０３ ０ ） 一０ — ２ １ ０ （０ ０ ２
优化 设计 基 础 上 的 热 加 工 工 艺 设 计 技 术 ， 以将 可
指导一 专 家系 统 的 过 程 ， 达 到 这 一 过 程 必 须 进 要 行 过 程 的工艺 模拟 。 以现代 计算 机 测试 技 术 为手 段 ， 起 了技 术基 础学 科 与金 属 材料 加 工 的桥 梁 ， 架 基础 学科 的理 论 能够 直接 定 量地 指 导材 料 热加 工 过程 ， 现 了基础 学科 、 体 高新 技术 与 材料 热 加工 学
预 防和 消 除方 法 。
（ ） 重数 值模 拟精 度 和速 度 的 基础 性 研 究 。 ２注
数值 模 拟是 热 加 工 工 艺 模 拟 的 重 要 方 法 ， 视 在 重 热 加 工基 础 理 论 ， 的数 理 模 型 、 的算 法 、 新 新 前后
演化 进 行 理想 控 制 ， 因而 容 易发 生大 件 报废 ， 即使
优 化 设计 。 ‘
（） ２ 材料 热 加 工 工 艺 的 模 拟 技 术 对 大 件 生 产 的 一次 成 形 ， 有 重大 的应 用前 景 。机 械 零 件 名 具 目繁 多 ， 大件 生 产是 一 个难 点・ 键 在于 热 加工 ＝ ， 关 Ｉ ＝ 艺， 由于 大件 形 大体 重 、 品种 多 、 量小 ， 批 生产 周 期 长 ， 价高， 造 迫切 要求 一 次成 形 。传 统 的热 加工 工
我国热处理工艺现状及其展望
、
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能 和表 面 状 态 方 面 具 有 很 大 的 优 越 性 可 以 提 高 工 件 表 面 的 耐 磨 性 耐 蚀 性 延 长 其 使 用 寿 命 另外 新 的 淬 火 介 质 的 引 入 也 为 热 处 理 工 艺 带 来 了 新 的 惊 喜 无 机 物水 溶 液 淬 火 剂 和 有 机 聚 合
200 8 年第 8
期
我 国热 处 理 工 艺 现 状 及 其 展 望
武汉 理
工
大 学材 料 学 院
张百峰
陈 虎群
作为
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一
个发展 中国家
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我 国 的 经 济 发 展 中重 工 业 占有 重
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而 是要 根 据 工 件使用性 能 的要 求和 每
一
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要 比 重 而 重 工 业 中 经 常 用 到 的轴 承 齿 轮 等零 部件 在 加 工 过
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物 淬 火 剂 是 新 型 淬 火介 质 的发 展 重 点 特 别 是 有 机 聚 合 物 淬火
，
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剂 的研 究 和 应 用 尤 为 引 人 注 目 其 优 点 是 无 毒 无 烟 无 臭 无 腐 蚀 不 燃 烧 抗 老 化 使 用 安 全 可 靠 且 冷 却 性 能好 冷 却 速 度
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我 国 热Leabharlann 处 理 工 艺 目前 正 在 稳 步 发 展 之 中
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质 的 主 要 发 展 方 向 尤其 是 对 于 水 淬 开 裂 变 形 大 油 淬 不 硬 的
热处理工艺的新趋势与挑战应对新材料和新工艺的发展需求
热处理工艺的新趋势与挑战应对新材料和新工艺的发展需求热处理工艺是现代材料加工领域中非常重要的一环，它通过改变材料的组织结构和性能，提高材料的硬度、强度、韧性、耐磨性等性能，从而满足不同领域的工程需求。
然而，随着新材料和新工艺的不断涌现，热处理工艺也面临着新的挑战和发展需求。
本文将探讨热处理工艺的新趋势与挑战，并提出应对新材料和新工艺的发展需求的解决方案。
一、新趋势1. 高温材料的快速淬火高温合金材料在航空、航天等领域中得到广泛应用，然而，由于其高的熔点和特殊的组织结构，使得传统的淬火工艺面临着困难。
因此，新的热处理工艺需要研发出快速淬火技术，以满足高温材料对强度和硬度的要求。
2. 精密控制的回火工艺回火是热处理工艺中常见的一环，它能够改善材料的韧性和可塑性，但也容易导致尺寸变化和变形。
随着对材料性能控制要求的不断增加，精密控制的回火工艺成为一个新的趋势，以满足对产品质量的高要求。
3. 低温处理工艺传统的热处理工艺往往需要高温处理，而高温处理对材料的性能也可能产生负面影响。
因此，低温处理工艺的出现成为一种新趋势。
低温处理能够有效控制材料的组织结构和性能，提高材料的韧性和耐磨性，同时避免高温处理可能带来的问题。
二、新挑战1. 多功能材料的热处理随着材料科学的不断发展，多功能材料得到了广泛应用。
然而，多功能材料通常具有复杂的结构和特殊的性能要求，对热处理工艺提出了更高的要求。
热处理工艺应通过优化热处理参数和工艺流程，实现多功能材料的理想性能。
2. 非均匀性对热处理的影响在实际生产中，材料的形状、尺寸和成分通常是不均匀的。
非均匀性对热处理过程和结果产生重要影响，使得热处理工艺更加困难。
因此，研究非均匀性对热处理的影响，优化热处理工艺流程，是一个亟待解决的挑战。
3. 环境友好型热处理技术传统的热处理工艺通常伴随着高能耗和环境污染的问题。
随着环境保护意识的增强，环境友好型热处理技术成为一个新的挑战。
开发出低能耗、无污染的热处理技术，是未来热处理工艺发展的方向之一。
材料热加工工艺的现状以及发展
材料热加工工艺的现状以及发展引言材料热加工工艺是一种重要的制造工艺，广泛应用于金属、塑料、玻璃等材料的加工过程中。
随着制造业的不断发展和技术的进步，材料热加工工艺也在不断演变和创新。
本文将介绍材料热加工工艺的现状以及近年来的发展趋势。
1. 材料热加工工艺的现状1.1 传统热加工工艺传统的材料热加工工艺主要包括锻造、热轧、热处理等。
锻造是通过将金属材料加热至一定温度后，施加力使其发生形变，从而改变材料的几何形状和性能。
热轧是指将金属坯料加热至一定温度后，通过连续传送和压制的方式将其压扁成一定厚度的板材。
热处理是将材料加热至一定温度后，保持一段时间，然后冷却至室温，以改善材料的组织结构和性能。
1.2 先进的热加工工艺近年来，随着材料科学和工艺技术的发展，一些新的热加工工艺不断涌现。
其中，电磁加热、激光热处理和等离子热处理是比较新颖且有潜力的热加工技术。
•电磁加热：电磁加热是利用电磁场产生的能量使材料发热。
相比传统的加热方式，电磁加热具有温度均匀、加热速度快等优点，在某些特殊材料的加工中表现出了独特的优势。
•激光热处理：激光热处理是利用高能激光束对材料表面进行加热和冷却，以调控材料的组织结构和性能。
激光热处理具有高精度、快速、无污染等优势，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
•等离子热处理：等离子热处理是通过在气氛中产生等离子体，利用等离子体中的高温高能粒子对材料表面进行处理。
等离子热处理具有高温、高速、高能量等特点，在薄膜、纳米材料等方面有着广泛的应用。
2. 材料热加工工艺的发展趋势2.1 新材料的出现随着材料科学的不断进步，各种新材料不断涌现。
这些新材料具有独特的性能和特点，对热加工工艺提出了新的挑战和需求。
例如，高温合金、复合材料、纳米材料等，需要开发出适合其加工特性的热加工工艺。
2.2 精密加工的要求随着制造业向高精度、高性能方向发展，对热加工工艺的精度要求也越来越高。
精密加工要求加工过程中能够对材料进行精确的控制，减少加工误差。
热处理过程数值模拟的研究现状和发展趋势
５４Ｄｉｅ ａｎｄ Ｍｏｕｌｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．６ ２００４０引言随着现代化工业的发展，人们对机械零件的性能和可靠性的要求越来越高。
金属零件的内在性能和质量，除材料成份特征外，主要是在热加工过程中形成的。
材料热处理是保证零件内在质量的重要技术，由于热处理过程中零件自身的热传导、相变和应力的变化都无法直接观测，传统的热处理技术不可否认其不同程度的盲目性，与机械工业现代化的要求不相适应，现代计算机技术与热处理工艺的结合已成为当务之急。
１热处理过程数值模拟的基本原理和方法收稿日期：２００４－０９－１６基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０２７５０９４）作者简介：宿德军（１９７７￣），男，硕士研究生。
１．１耦合关系模型热处理过程是温度、组织、应力／应变三方面交互作用的复杂过程，零件内部温度、组织、应力／应变的分布随加热、冷却产生和重新分布。
因此热处理过程的模拟必须采用温度、相变、应力／应变三者耦合的算法［１］。
整个耦合系统如图１所示。
文章编号：１００１－４９３４（２００４）０６－００５４－０４热处理过程数值模拟的研究现状和发展趋势宿德军，陈军（上海交通大学模具ＣＡＤ国家工程研究中心，上海２０００３０）摘要：热处理过程的数值模拟是一个复杂的过程，其复杂性源于热处理过程本身受多场量的影响，对热处理过程数值模拟的基本原理、研究方法进行了总结，介绍了温度场、组织场、应力／应变场的数值计算方法，分析了国内外的研究现状、存在的问题，同时展望了该技术今后的发展趋势。
关键词：热处理；数值模拟；温度场；应力场；相变中图分类号：ＴＧ１５１文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ａ ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｉｓ ｄｕｅ ｔｏｍａｎｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｆｉｅｌｄ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｔ ｈｏｍｅａｎｄ ａｂｒｏａｄ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ；ｓｔｒｅｓｓ ｆｉｅｌｄ；ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒ－ｍａｔｉｏｎ模具技术２００４．Ｎｏ．６５５图１中①②为热处理介质流场、温度场与工件温度场的相互作用和影响；③为变形热，施加于物体表面或内部的应力会产生应变，部分能量会转化为热能，如发生了大的非弹性应变如锻压过程温升很明显，一般热处理过程中，塑性变形所产生的热量较小，可忽略不计；④为热应力，在热处理过程中，工件各部位由于加热或冷却不均匀产生了温度梯度，形成不协调膨胀，发生热应力；⑤相变潜热，由于相变产生组织的热焓值不同，相变过程必伴随潜热的释放与吸收既而影响温度场；⑥相变，温度是影响相变开始和过程的主要因素；⑦应力诱发相变，相变行为也受内部应力／应变的影响，如拉应力作用下珠光体相变时间会缩短；在应力作用下马氏体转变会在高于Ｍｓ点的温度下发生；⑧组织应力和相变塑性，由于新旧两相的比容不同，将产生体积膨胀的不均匀性，产生组织应力和应变，另外在相变发生时，在很低的应力水平下（远低于屈服应力）材料就会发生塑性变形，称为相变塑性；另外，化学成分的作用：化学成分的变化会引起材料热性能、物理性能及力学性能的改变，同时也会影响ＴＴＴ曲线和Ｍｓ点，从而对温度、组织、应力／应变情况都会产生影响。
材料热加工工艺的现状以及发展
材料热加工工艺的现状以及发展当前，金属材料仍是应用范围最为广泛的机械工程材料，材料热加工（包括铸造、锻压、焊接、热处理等）是机械制造业重要的加工工序，也是材料与制造两大行业的交叉和接口技术。
材料经热加工才能成为零件或毛坯，它不仅使材料获得一定的形状、尺寸，更重要的是赋予材料最终的成份、组织与性能。
由于热加工兼有成形和改性两个功能，因而与冷加工及系统的材料制备相比，其过程质量控制具有更大的难度。
因此，对材料热加工过程进行工艺模拟进而优化工艺设计，具有更为迫切的需求。
近二十多年来，材料热加工工艺模拟技术得到迅猛发展，成为该领域最为活跃的研究热点及技术前沿。
0、引言0.1 使金属材料热加工由“技艺”走向“科学”，彻底改变热加工的落后面貌金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，难以直接观察。
在这个过程中，材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。
我们必须控制这个过程使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态，必须使缺陷减到最小或将它驱赶到危害最小的地方去。
但这一切都不能直接观察到，间接测试也十分困难。
长期以来，基础学科的理论知识难以定量指导材料加工过程，材料热加工工艺设计只能建立在“经验”基础上。
近年来，随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化，材料成形过程工艺设计方法正在发生着质的改变。
材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工理论指导下，通过数值模拟和物理模拟，在试验室动态仿真材料的热加工过程，预测实际工艺条件下材料的最后组织、性能和质量，进而实现热加工工艺的优化设计。
它将使材料热加工沿此方向由“技艺”走向“科学”，并为实现虚拟制造迈出第一步，使机械制造业的技术水平产生质的飞跃。
0.2 是预测并保证材料热加工过程质量的先进手段，特别对确保关键大件一次制造成功，具有重大的应用背景和效益我国重大机电设备研制、生产的一个难点是大件制造；大件制造的关键又是热加工。
2023年热锻模行业市场分析现状
2023年热锻模行业市场分析现状热锻模是一种制造工艺，用于制造高强度、高精度的金属零部件。
热锻模行业在汽车、航空航天、船舶、军工等领域有着广泛的应用，对于提高产品质量和性能具有重要意义。
本文将对热锻模行业的市场现状进行分析。
一、市场需求随着工业技术的进步和智能制造的推广，对于热锻模行业的需求不断增加。
汽车行业是热锻模行业的主要需求方之一，随着汽车产量的增加和汽车结构件质量的要求提高，热锻模行业市场需求量也在不断扩大。
此外，航空航天、船舶和军工等行业对于金属制品的质量和性能要求也在不断提高，对热锻模行业的市场需求有所增加。
二、竞争状况目前，我国热锻模行业竞争激烈，市场上存在大量的热锻模制造企业。
其中，国内一些知名的大型制造企业在热锻模领域拥有较强的技术实力和产品质量，占据了市场的一部分份额。
此外，还有一些小型的热锻模制造企业，它们主要以生产价格较低的热锻模为主，争夺市场份额。
三、技术水平目前，我国热锻模行业的技术水平有所提高，但与国外发达国家相比还存在一定差距。
主要表现在产品质量和性能、制造工艺和设备等方面。
一些国内的热锻模制造企业通过引进国外先进的技术和设备，加强研发和创新，提高产品的质量和性能，以满足市场的需求。
四、发展趋势随着新材料和新工艺的不断涌现，热锻模行业也面临着新的发展机遇和挑战。
一方面，随着高性能材料的应用和特种零部件的需求增加，对热锻模行业提出了更高的要求。
另一方面，随着智能制造的推广，热锻模行业也将逐渐迎来智能化、自动化的生产方式，提高生产效率和产品质量。
总体来说，热锻模行业市场需求量不断增加，竞争激烈，技术水平有所提高。
随着新材料和新工艺的推广，热锻模行业将迎来新的发展机遇和挑战。
制造企业可以通过提高产品质量和性能，加强研发和创新，引进先进的技术和设备，不断适应市场需求的变化，提高竞争力，稳定市场份额。
同时，政府应加大对热锻模行业的支持力度，提供相应的政策和资金支持，促进热锻模行业的健康发展。
材料热加工工艺模拟技术的现状及发展趋势
材料热加工工艺模拟技术的现状及发展趋势应上进(浙江省永康市城镇职业学校,浙江永康321300)[摘 要] 通过材料热加工工艺模拟技术的现状及发展趋势的分析,提出了开展热加工工艺模拟及应用的建议。
[关键词] 模拟技术;应用现状;发展趋势[中图分类号] TG 111.7 [文献标识码] B [文章编号] 1003-6083(2002)03-0022-020 引 言金属材料热加工包括铸造、锻压、焊接等,金属材料经热加工才能成为零件或毛坯,获得一定的形状、尺寸,赋予材料最终的成份、组织与性能。
因此,对金属材料热加工工艺过程进行工艺模拟很有必要。
1 材料热加工工艺模拟技术的现状分析金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程。
在此过程,材料经加热,冷却或加热、冷却再加热、冷却,实现液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而成为毛坯或构件。
(1)基础理论知识难以定量指导材料加工过程,材料热加工工艺设计只能建立在理论与实践相结合的基础上。
近几年来,随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化,材料成形过程工艺设计方法正在发生质的改变。
材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工过程理论指导下,通过数值模拟和物理模拟,在试验室动态仿真材料的热加工过程,预测实际工艺条件下材料最后的组织、性能和质量,进而实现热加工工艺的优化设计。
(2)材料热加工工艺的模拟技术对大件生产的一次成形,具有重大的应用前景。
机械零件名目繁多,大件生产是一个难点,关键在于热加工工艺,由于大件形大体重、品种多、批量小,生产周期长,造价高,迫切要求一次成形。
传统的热加工工艺设计只能凭经验,无法对材料内部微观结构的演化进行理想控制,因而容易发生大件报废,即使不致于报废,也难以消除很多缺陷。
因此,建立在优化设计基础上的热加工工艺设计技术,可以将“隐患”消灭在计算机模拟加工的反复试验中,确保大件一次成形。
2024年热锻模市场规模分析
2024年热锻模市场规模分析1. 引言热锻模是一种重要的金属加工工具，广泛用于制造行业。
它在实现金属成形过程中扮演着关键的角色。
本文将对热锻模市场规模进行分析，包括市场的概述、市场规模及其增长趋势等方面。
2. 市场概述2.1 定义热锻模是一种用于加工金属的模具工具，通过加热金属至高温状态，然后施加力量将其压制成所需形状。
它广泛应用于汽车、航空航天、冶金等制造领域。
2.2 市场特点热锻模市场具有以下特点：•高技术含量：热锻模的制造需要高精度的设计和制造工艺。
•广泛应用：热锻模广泛应用于多个制造行业，市场潜力巨大。
•市场竞争激烈：热锻模市场竞争激烈，制造商之间技术水平和产品质量的竞争非常激烈。
3. 市场规模3.1 市场规模概述热锻模市场规模直接受制造业发展的影响。
随着制造业的发展，在汽车、航空航天等领域的需求不断增加，热锻模市场规模也在逐渐扩大。
3.2 市场规模分析根据报告数据，2019年全球热锻模市场规模达到XX万美元，预计在未来五年内将实现XX%的复合年增长率，预计到2025年市场规模将达到XX万美元。
美国是全球热锻模市场的主要消费国之一，拥有众多的热锻模制造商和用户。
欧洲和亚太地区也是热锻模市场的重要消费地区，其中中国市场增长尤为迅速。
3.3 市场规模影响因素•制造业发展水平：制造业的发展水平直接影响热锻模市场规模的增长。
随着制造业的发展，对热锻模的需求也相应增加。
•技术进步：技术进步推动了热锻模的研发和制造工艺的提升，进一步推动了市场规模的增长。
•市场竞争：市场竞争激烈也会影响市场规模的增长。
制造商为了在市场上获得竞争优势，不断提升产品质量和技术水平。
4. 市场增长趋势4.1 技术进步推动市场增长随着现代制造技术的不断发展和应用，热锻模市场也将得到进一步推动。
新的材料和先进的制造工艺将为热锻模市场带来更多的机遇和挑战。
4.2 3D打印技术的应用3D打印技术的快速发展将对热锻模市场产生深远的影响。
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材料热加工工艺模拟现状及趋势作者：房贵如当前，金属材料仍是应用范围最为广泛的机械工程材料，材料热加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等)是机械制造业重要的加工工序，也是材料与制造两大行业的交叉和接口技术。
材料经热加工才能成为零件或毛坯，它不仅使材料获得一定的形状、尺寸，更重要的是赋予材料最终的成份、组织与性能。
由于热加工兼有成形和改性两个功能，因而与冷加工及系统的材料制备相比，其过程质量控制具有更大的难度。
因此，对材料热加工过程进行工艺模拟进而优化工艺设计，具有更为迫切的需求。
近二十多年来，材料热加工工艺模拟技术得到迅猛发展，成为该领域最为活跃的研究热点及技术前沿。
引言1 使金属材料热加工由“技艺”走向“科学”，彻底改变热加工的落后面貌金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，难以直接观察。
在这个过程中，材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。
我们必须控制这个过程使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态，必须使缺陷减到最小或将它驱赶到危害最小的地方去。
但这一切都不能直接观察到，间接测试也十分困难。
长期以来，基础学科的理论知识难以定量指导材料加工过程，材料热加工工艺设计只能建立在“经验”基础上。
近年来，随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化，材料成形过程工艺设计方法正在发生着质的改变。
材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工理论指导下，通过数值模拟和物理模拟，在试验室动态仿真材料的热加工过程，预测实际工艺条件下材料的最后组织、性能和质量，进而实现热加工工艺的优化设计。
它将使材料热加工沿此方向由“技艺”走向“科学”，并为实现虚拟制造迈出第一步，使机械制造业的技术水平产生质的飞跃。
2 是预测并保证材料热加工过程质量的先进手段，特别对确保关键大件一次制造成功，具有重大的应用背景和效益我国重大机电设备研制、生产的一个难点是大件制造；大件制造的关键又是热加工。
我国在2015年以前，水电、火电、核电、冶金、矿山、石化等重大机电设备对关键大件制造均有迫切的需求。
以三峡水电机组为例，单机容量达70万千瓦，五大部件(转轮、蜗壳、主轴、座环、顶盖)的重量和尺寸均居世界第一。
其转轮直径达9.8米，重量达500吨，采用铸焊结构，制造难度很大。
由于大件形大体重，品种多，批量小，生产周期长，造价高，迫切要求“一次制造成功”，一旦报废，在经济和时间上都损失惨重，无法挽回。
由于传统的热加工工艺设计只能凭经验，采用试错法(Test and Error Method)，无法对材料内部宏观、微观结构的演化进行理想控制，因而发生多次大件报废的惨痛事故，投入使用的大件，也难以消除缩孔、缩松、夹杂、偏析、热裂、冷裂、混晶等缺陷，很多大件带伤运行。
建立在工艺模拟、优化基础上的热加工工艺设计技术，可以将“隐患”消灭在计算机拟实加工的反复比较中，从而确保关键大件一次制造成功。
这已为国内外不少应用实例所证实。
3 是实现快速设计制造、虚拟设计制造、分布式设计制造的技术基础热加工是制造业的重要工序，制造业的发展及制造模式的变革离不开热加工的技术进步。
美国国家科学基金会(NSF)用“知识/自动化的不同发展阶段对制造业的影响”的图表(见图1)形象地说明设计制造技术水平对知识及自动化的依赖关系[1]。
从知识这一坐标看，人类经历了从技艺→手册指导→专家系统的过程，要达到更为完善的水平，必须进行过程/工艺模拟。
因为只有通过模拟仿真，人们才能认识过程的本质，预测并优化过程的结果，并快速对瞬息万变的市场变化作出设计及工艺的改变；另外，只有通过过程模拟，才能使设计与制造联成一体。
它是实现快速设计、制造，拟实设计、制造以及分布式设计、制造的知识(技术)基础。
4 本领域是多项学科的交叉，对应用高新技术改造传统学科进而开拓新兴工程技术学科具有重大意义本研究领域涉及金属材料的铸造、锻压、焊接、热处理等热加工学科；物理化学、计算数学、图形学、材料成形理论、传热学、传质学、流体力学、固体力学、金属学、金属物理学等技术基础学科；计算机应用、测试技术、网络技术、新材料等高新技术学科。
本项研究的学术价值在于：以现代计算机、测试技术为手段，架起技术基础学科与金属材料热加工的桥梁，使基础学科的理论能够直接定量地指导材料热加工过程，体现了基础学科、高新技术与材料热加工学科三者之间的相互交叉和有机结合。
它使材料热加工学科由“技艺”真正成为一门“科学”，它将推动材料热加工理论、计算机图形学、计算机金相学、计算机体视学、计算传热学、计算流体力学、并行工程等新兴交叉学科的形成发展。
图1 知识/自动化的不同发展阶段对制造业的影响1、材料热加工工艺模拟的研究历程及技术发展趋势材料热加工工艺模拟研究开始于铸造过程，这是因为铸件凝固过程温度场模拟计算相对简单。
1962年，丹麦Forsund首次采用计算机及有限差分法进行铸件凝固过程的传热计算[2]，继丹麦人之后，美国在60年代中期在NSF资助下，开拓进行大型铸钢件温度场的数值模拟研究，进入70年代后，更多的国家(我国从70年代末期开始)加入到这个研究行列，并从铸造逐步扩展到锻层、焊接、热处理。
在全世界形成了一个材料热加工工艺模拟的研究热潮。
在最近十几年来召开的材料热加工各专业的国际会议上，该领域的研究论文数量居各类论文的首位；另外从1981年开始，每两年还专门召开一届铸造和焊接过程的计算机数值模拟国际会议，至今已举办了八届。
近一、二十年来，材料热加工工艺模拟技术不断向广度、深度扩展，其发展历程及发展趋势有以下七个方面。
1.1 宏观→中观→微观材料热加工工艺模拟的研究工作已普遍由建立在温度场、速度场、变形场基础上的旨在预测形状、尺寸、轮廓的宏观尺度模拟(米量级)进入到以预测组织、结构、性能为目的的中观尺度模拟(毫米量级)及微观尺度模拟阶段，研究对象涉及结晶、再结晶、重结晶、偏析、扩散、气体析出、相变等微观层次，甚至达到单个枝晶的尺度。
1.2 单一分散→耦合集成模拟功能已由单一的温度场、流场、应力/应变场、组织场模拟普遍进入到耦合集成阶段。
包括：流场←→温度场；温度场←→应力/应变场；温度场←→组织场；应力/应变场←→组织场等之间的耦合，以真实模拟复杂的实际热加工过程。
1.3 共性、通用→专用、特性由于建立在温度场、流场、应力/应变场数值模拟基础上的常规热加工，特别是铸造、冲压、铸造工艺模拟技术的日益成熟及商业化软件的不断出现，研究工作已由共性通用问题转向难度更大的专用特性问题。
主要有以下两个方向：(1) 解决特种热加工工艺模拟及工艺优化问题：为铸造专业中的压铸、低压铸造、金属型铸造、实型铸造、连续铸造、电渣熔铸等；锻压专业中的液压胀形、楔横轧、辊锻等；焊接专业中的电阻焊、激光焊等。
(2) 解决热加工件的缺陷消除问题应用模拟技术，已经成功地解决了大型铸钢件的缩孔、缩松，模锻件的折叠及冲压件的断裂、起皱问题，目前的研究热点集中在铸件的热裂、气孔、偏析；大型锻件的混晶；冲压件的回弹；焊接件的变形、冷裂、热裂；淬火中的变形等常见缺陷的预防和消除方法的研究。
1.4 重视提高数值模拟精度和速度的基础性研究数值模拟是热加工工艺模拟的重要方法，提高数值模拟的精度和速度是当前数值模拟的研究热点，为此非常重视在热加工基础理论、新的数理模型、新的算法、前后处理、精确的基础数据获得与积累等基础性研究，为此需要多个专业学科的研究人员通力合作才能有所突破。
1.5 重视物理模拟及精确测试技术物理模拟揭示工艺过程本质，得到临界判据，检验、校核数值模拟结果的有力手段，越来越引起研究工作者的重视。
有以下一些新的动向：(1) 应用高新技术，设计、开发新型物理模拟实验方法及装置。
现举两例：①.美国衣阿华大学以乙二烃作为模拟物质(其结晶过程与金属相似，且本身透明，易于观看)，通过四个CCD摄象机连续观察并记录其结晶过程，可以直接观看重力、对流等因素对结晶的影响，十分直观。
②.美国密西根大学吴贤铭制造中心研制的冲压件表面大应变量的激光测量系统：应用装在三坐标测量仪上的激光探头大视野扫描带变形网格的冲压件，经数据处理后，成为校核数值模拟结果的有效手段。
(2) 正确、合理处理数值模拟与物理模拟(含实验验证)之间的关系①.根据模拟对象，合理确定两者的应用比例：一般来讲：工件越大，设备越庞大，则数值模拟的作用及工作量比例越大。
以美国净成形工程研究中心(NSW/ERC)的研究工作为例，数值模拟占工作量比例分别为：模锻：80%；管件液压成形：50%；切削30%。
②.扬长避短，发挥两者的不同特长为此，要准确了解模拟软件的功能，对于软件力不能及的问题或由于简化而导致误差过大的部位，通过实验或物理模拟，进行修正；一旦确定了数值模拟的误差并加以修正后，应尽量发挥数值模拟的作用，以节省实验的花费。
NSM/ERC在管件成形中，先采用实验确定单道次胀形机理并修正有限元数值模拟误差后，然后用有限元方法进行多道次工艺模拟，并完成预成形与最后胀形工序的协调。
这种配合充分发挥了两者的长处。
一般来讲，数值模拟均需用实验或物理模拟方法校核，当两者有差别时，应以实验为准。
(3) 高度重视基础数据的测试技术为了模拟材料的热加工过程，需要了解工件及模具(或铸型、介质、填充材料等)材料的热物性参数、高温力性参数、几何参数、本构参数、接触、摩擦、界面间隙、气体析出、结晶潜热等各种初始条件、边界条件的数据。
没有这些数据，模型只是空架子；而这些数据的准确性对计算结果有很大的影响，为此，最近十分重视这些基础数据的获得。
例如，为获得准确的摩擦边界数据，锻压工艺模拟的研究项目大多进行专门的摩擦实验来测量摩擦系数，并发现常用的库仑定律与实际情况有很大的差别。
材料的热物理及力性参数数值的一般获得途径是：通用材料主要靠查表；特殊材料由用户提供；尚无法通用实验获得的高温数据用外推法。
1.6 在并行环境下，工艺模拟与生产系统其它技术环节实现集成，成为先进制造系统的重要组成部分起初，工艺模拟多是孤立进行的，其结果只用于优化工艺设计本身，且多用于单件小批量毛坯件生产。
近年来，已逐步进入大量生产的先进制造系统中，实现以下三种不同方式的集成。
(1) 与产品、模具CAD/CAE/CAM系统集成美国金属加工先进技术研究中心(NCEMT)在海军资助下，正在开展并行工程环境下的RP2D(Rational Product/process Design)技术。
将铸造工艺模拟与产品、模具设计和加工结合起来。
(2) 与零件加工制造系统集成在零件加工制造系统中，工艺模拟作为重要的支撑技术，并朝着将模拟结果作为系统的过程闭环控制的参数这一方向努力。