气体渗氮是典型的化学热处理工艺,目前仍广泛的用于各种大规模的机械制造企业。随着机械行业对各种零部件使用性能越来越高的要求,相应地对气体渗氮工艺提出更高的要求,比如最佳的渗层浓度分布、渗层深度及渗层化合物形状级别等良好的综合机械性能。如果单靠大量试验来确定最佳工艺参数及工艺设计,则需要很大的财力和很长的时间。随着计算机在热处理过程中的广泛应用,可以为热处理虚拟生产提供大量有用和可靠的信息。基于这种情况,本文对气体渗氮过程进行了计算机数值模拟以提高渗氮工件的质量。本文首先系统的介绍气体渗氮数学模型的建立,运用差分法对一维,二维进行了离散推导,对尖角进行了有限元离散处理。以及运用有限差分法把偏微分方程进行离散化,以便得到其数值解;然后讨论了模型中的边界条件的处理,如D,β的求解以及渗氮热处理系统温度得采集、气氛得控制等等,再通过VisualBasic程序编程求解得出性能模拟曲线和模拟结果,通过结合在实际生产中曲轴调质和氮化的工艺实验中进行验证,以验证模拟解的正确性。由此方便快捷地得到在一定工艺条件下相应的渗层浓度分布和渗层深度,为渗氮工艺参数的优化设计和渗氮过程的计算机自动控制提供一定的参考价值。