淬火是实现工件组织结构优化的一个重要手段。随着计算机技术的发展，淬火过程的计算机模拟成为研究在这一过程中工件温度场、组织场、应力场和介质流场相互作用、相互耦合的有效方法。首先，本文以热力学定律为基础，考虑了材料性能参数随温度变化，以及相变潜热等因素的影响，对温度场进行了模拟计算，为进一步研究组织场和应力场打下了基础。其次，利用三次样条插值原理，用FORTRAN编程计算出40Cr在不同冷速下的孕育期，即组织转变温度点，又根据公式，分别计算出工件粗端和细端马氏体的转变量，并且做了有关金相组织的分析。验证模拟结果与试验结果基本相符。本文编写的40Cr孕育期的计算程序可以用于其它材料孕育期计算，这丰富了材料的数据库。最后，运用增量理论及相应的弹塑性本构方程，并假设材料的塑性区满足Prandtl—Reuss塑性流动法则，考虑了材料非线性、相变塑性等因素，运用大型有限元软件MARC，模拟计算了工件各断面上的各种应力分量的变化情况及工件最终形成的残余应力。通过模拟计算，直观观察和研究了淬火过程中任一时刻、任一位置的温度、组织、应力的变化情况，为进一步研究淬火过程中的数学模型，实现淬火过程的智能化打下基础。