高强度钢板主要用于装甲防弹装备,虽然其钢种及微合金成分都有别于其它材料,但须经过调质处理才能发挥其优秀的抗弹性能。在加热和淬火过程中,钢板发生较大变形;在无约束状态下调质时,可达到波峰波谷间距500mm的大弯曲变形;在随后的整形工序中或因板件强度太高耗能较大,或整形时钢板发生脆裂造成废品。为保证钢板在淬火后具有高强度且减小变形量,必须对其淬火过程进行分析,提出有效的变形控制方法,本论文就这一课题进行了研究和探讨。由于在线测量工件内部温度、应力、组织在当前技术条件下极难实现,须通过计算机模拟技术分析计算钢板在淬火过程中主要物理量场的分布和变化情况,为调质加热生产工艺和相匹配的压淬模具的设计提供理论支持。因主要研究的钢板厚度相对于长度和宽度较小,可以将其近似为无限大平板处理。本文借助于ANSYS软件建立二维模型,利用热一结构耦合功能对钢板的淬火过程进行模拟,计算出钢板在不同时刻的温度分布和残余应力分布;然后根据温度—时间关系计算出工件淬火工艺终结后的变形量,根据挠度理论计算出抑制工件变形所需载荷。通过本文的计算研究表明:①可以借助钢的TTT曲线和相变动力学方程计算淬火时的温度场,应力场和组织分布。②经过冷却过程的模拟计算表明,5mm的薄板压淬时经过5s工件心部可冷却至Ms点以下;硬度测试表明其内部组织为完全马氏体组织。③经模拟计算,5mm厚钢板压淬后其整体平面度可以控制在2～3mm/m2。④淬火前,钢板与炉外传送辊道和梳状板面接触时间控制得当;不会影响工件完全马氏体相变。本文创新点:①考虑了不同温度钢板热物性能的变化,采用了非线性有限元法计算淬火过程中温度场和应力场的分布。②针对高强度钢板设计了专门的压淬模具进行了工业生产,实践表明根据模拟计算结果设计的钢板压淬模具完全能够满足生产需要。