金属热处理仿真实验室该实验室主要开展以下5个方面的实验教学。

实验1 金属/合金结构模拟分析仿真实验

金属/合金结构模拟分析是对金属材料的结构类型，晶粒尺寸，晶格常数等进行定性分析的一种虚拟仿真实验。对于一些成本较高贵重金属或者实验室极难合成的合金体系，学生很难对该金属/合金进行结构等分析，本实验以CRYSTAL IMPACT的软件Diamond，Endeavour，Match为依托，从一套基本晶体结构参数（晶胞，空间群和原子的位置）中模拟任意部分的晶体结构、通过粉末衍射及单晶衍射数据来获得三维晶体的结构、把样本的粉末衍射形态与数据库中的参考形态进行比较，来确定样本所含晶体材料。使学生们能直观理解金属/合金的晶体结构、晶体结构的XRD(X射线衍射)和XRD结果的定性分析，为学生更好的认识和掌握该金属/合金微观结构与力学特性奠定基础。

实验2 合金相图模拟计算仿真实验

相图是材料学研究的地图，相图模拟计算是实验相图的一个必然的延伸。合金相图模拟计算是指合金在平衡条件下环境约束(如温度和压力)、组分、稳定相态及相组成之间关系进行定性分析的一种虚拟仿真实验。由于在合金的设计过程中，合金的凝固特点，析出相的种类及热力学变化都不能直观的展现，增加了学生们对合金凝固过程中合金成分、相的种类发生变化的理解难度。本实验以 JMatPro演示版软件为平台，建立了二元、三元及多元相图合金相图模拟计算的虚拟仿真实验。模拟结果直观的展示随温度变化的相平衡、随成分变化的相平衡相转变，使学生们能更好的理解相图的构造、影响因素以及相转变，激发学生们开发新型合金材料与金属热处理设计的潜力。

实验3 淬火冷却过程瞬态温度场仿真模拟

零件的淬火冷却实验是金属热处理中重要的工艺之一。由于材料导热速率高、实验速度快，学生无法直观的观察其材料内部及表面温度的变化。因此，本仿真实验基于有限元ABAQUS模拟分析软件，对45钢阶梯轴淬火冷却过程的瞬态温度场进行仿真模拟实验。将淬火冷却过程的物理现象与零部件的几何特点有机地结合起来，使动态抽象的物理现象变得可视和直观，使学生了解淬火冷却过程零件材料内部的温度随时间的分布规律。

实验4 晶体学取向对力学性能影响的仿真模拟实验

本实验通过仿真模拟使学生理解晶体学取向变化对材料力学性能产生的影响。实验基于有限元软件ABAQUS，对多晶体材料构件进行宏观力学实验仿真；运用仿真软件ProDesign，构造三维多晶体材料微结构几何模型；将宏观力学实验仿真结果作为边界条件继承到多晶体材料微结构几何模型上，实现多晶体材料微结构的有限元分析；最后对几何结构相同、晶体学取向分布规律不同的微结构进行数值计算，并根据计算结果分析晶体取向分布规律对金属材料力学性能的影响。学生通过该仿真模拟实验的学习，达到直观、形象、全面地了解不同晶体学取向分布情况下金属材料所表现出的力学性能差异。