國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對我國機(jī)械制造業(yè)提出了精密、高效、經(jīng)濟(jì)、清潔、產(chǎn)業(yè)化等方面的要求，對熱加工零件的形狀、尺寸精度和力學(xué)性能等方面的要求也越來越高。熱處理工藝作為主要的熱加工工藝，在控制熱加工零件的形狀、尺寸精度和力學(xué)性能等方面發(fā)揮著重要作用。對于大型、精密、復(fù)雜的熱加工零件，僅依靠經(jīng)驗(yàn)和傳統(tǒng)的理論知識完成其熱處理工藝設(shè)計(jì)有較大難度。熱處理工藝是改善材料性能的重要手段，但熱處理變形和殘余應(yīng)力一直困擾著工程技術(shù)人員，是制約機(jī)械零件、工裝模具制造精度及使用壽命的難題之一。
　　熱處理技術(shù)的發(fā)展更傾向于利用虛擬的設(shè)計(jì)-制造-驗(yàn)證一體化環(huán)境， 將真實(shí)的設(shè)計(jì)、制造、材料、驗(yàn)證、應(yīng)用乃至維修和全生命周期管理等諸多環(huán)節(jié)統(tǒng)一起來，從而最大限度地縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低研發(fā)成本， 提高產(chǎn)品的市場競爭力。在這個過程中，計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)已成為創(chuàng)新設(shè)計(jì)、數(shù)字化設(shè)計(jì)和材料制造技術(shù)的核心之一。CAE已被廣泛應(yīng)用至鍛造、擠壓、熱沖壓、軋制、熱處理等熱加工工藝的設(shè)計(jì)，并取得了較好的效果。美國在2010年發(fā)布的新版熱處理技術(shù)路線圖中將虛擬熱處理作為重點(diǎn)發(fā)展方向。中國工程院在2013年年底制定的中國熱處理技術(shù)與表層改性路線圖，也將虛擬熱處理作為我國熱處理領(lǐng)域的十二個重點(diǎn)研究內(nèi)容之一。目前，高等學(xué)校的師生和企業(yè)的技術(shù)人員越來越重視材料熱加工過程中的溫度、組織、相變、應(yīng)力等物理量的數(shù)值模擬。
　　編寫一本包含一定的理論知識和工程背景的熱處理數(shù)值模擬方面的專著， 是作者多年的夢想。本書的內(nèi)容多為作者近年來發(fā)表的一些研究結(jié)果、學(xué)習(xí)心得以及指導(dǎo)研究生的成果，并吸收了國內(nèi)外同行的研究成果。本書包括溫度、組織轉(zhuǎn)變、應(yīng)力/應(yīng)變、濃度場、晶粒長大、多物理場耦合分析等方面的數(shù)值模擬技術(shù)，可作為高等學(xué)校的教材，也可以作為企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)讀物。在本書的撰寫過程中，山東大學(xué)博士生導(dǎo)師趙國群教授給了我們悉心的指導(dǎo)， 山東大學(xué)和山東科技大學(xué)的其他老師也給了我們不少幫助，在此向他們表示深深的感謝。
　　由于計(jì)算機(jī)在熱處理領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，且計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展日新月異，熱處理數(shù)值模擬的新技術(shù)和新方法不斷出現(xiàn)， 加之編者學(xué)識有限，書中難免有不當(dāng)之處，敬請讀者批評指正。
　　著者
　　2017年5月