常用于确定40cr合金精密管相变动力学和主要相（例如，铁素体、奥氏体、马氏体、贝氏体）的是使用膨胀测量的方法。可以很容易应用40cr合金精密管现货热处理模拟软件，对膨胀计测得的温度-时间转变图进行处理和应用。但处理和研究40cr合金精密管中一次碳化物、先共析碳化物和二次硬化碳化物的动力学过程则是非常复杂的。

必须采用更深入的研究和更复杂的方法和手段，如透射电子显微镜（TEM）和差示扫描量热分析法（DSC）对这些动力学过程进行研究，下一步是碳化反应数学模型的推导。将上述所有数据输入有限元法（FEM）模型。在任何情况下，模拟第一步是对40cr合金精密管模型进行验证，即将实验数据和数学模拟结果进行对比。

正确的输入数据才能保证建模正确，一个理想的参考模型要求计算循环次数少，结果正确，该参考模型用于工艺优化。工具钢40cr合金精密管的热处理模拟实例用真空电弧重熔（vacuum-arc-melted/remelted）低Si热加工工具钢40cr合金精密管（H11）实例说明热处理模拟。采用直径D=100mm（4in）和长度L=100mm（4in）的热加工工具钢40cr合金精密管圆柱体进行热处理模拟。

因为40cr合金精密管形状简单并为了节省时间，可采用为2D模型进行验证。根据温度-时间转变图和膨胀计测得的线性膨胀系数，第一步根据膨胀曲线，验证了相变模型。表示出了热膨胀曲线、奥氏体相变（+碳化物）、奥氏体收缩（+碳化物）和不同的相变动力学过程，模拟结果令人满意。

40cr精密管小口径相变动力学过程包括有：1）40cr合金精密管奥氏体转变为马氏体。2）奥氏体转变为贝氏体。3）奥氏体转变为珠光体（在这个模型中忽略了先共析碳化物的析出）。对相变行为验证后，根据热处理过程中测量的温度，在对真实圆柱形工件的热处理工艺进行验证。

即真空炉奥氏体化，包括气体淬火（9barHe气淬快速风冷，3barN2气淬慢冷）和三次回火。根据40cr大口径精密管热处理模型，对奥氏体化加热、淬火和回火进行模拟。通过计算，可以了解和得到40cr合金精密管每一时刻微观组织的演变。对相变模型进行验证是耗时费力的工作，模拟与实验的对比间，可以看出模拟与实验数据吻合得较好。

模型验证的下一步是对40cr合金精密管淬火和回火后长度变化进行比较。长度50mm（2in）40cr小口径精密管工件的热处理模拟计算和实验测量长度变化对比。