Переход на главную страницу сайта “Термист” Термист
Термомеханическое упрочнение арматурного проката
технология, средства, разработка
Главная О сайте Стандарты Технология Устройства
Лаборатория Библиотека Глоссарий Желтые страницы Обратная связь

Время нагрева

Из учебника А.П.Гуляева "Металловедение"

 

Общее время нагрева складывается из времени нагрева до заданной температуры (τн) и времени выдержки при этой температуре (τв), следовательно
τобщ = τн + τв     (1)

Величина τн зависит от нагревающей способности среды, от размеров и формы деталей, от их укладки в печи; τв зависит от скорости фазовых превращений, которая определяется степенью перенагрева выше критической точки и дисперсностью исходной структуры.

Практически величина τв может быть принята равной 1 мин для углеродистых и 2 мин для легированных сталей (Так как в легированных сталях карбиды медленнее переходят в твердый раствор.). При нагреве крупных деталей (когда τн значительно больше чем 1 - 2 мин) величиной τв можно пренебречь; в случае мелких деталей (диаметром или толщиной менее 1 мм) пренебрегают составляющей τн.

Нагрев обычно проводят в газовой среде (воздух, продукты сгорания топлива), в расплавленных солях и расплавленных металлах. Соотношение времени τн в этих средах примерно таково: в газовых средах 1, расплавленных солях 0.5 и расплавленных металлах 0.25.

Чем крупнее изделие, тем больше τн. Если сравнивать время нагрева (τн) шара, цилиндра, параллелепипеда и пластины при условии, что Dшара = dцил = aпар = δпл (рис. 230), то соотношение времени нагрева следующее: для шара 1, параллелепипеда 2,5, цилиндра 2, пластины 4.

Фактор формы при нагреве изделия (шар, цилиндр, параллелограмм с квадратным сечением, пластина)

Рис. 230. Фактор формы при нагреве изделия
Шар диаметром D
Цилиндр диаметром сечения d
Параллелограмм с квадратным сечением a×a
Пластина толщиной δ

Наконец, если сравнивать продолжительность нагрева τн для одинаковых изделий, из которых одно нагревается равномерно со всех сторон, другое только с трех сторон (например, параллелепипеда, лежащего на холодном полу печи) и третье - только с одной стороны, то эти продолжительности будут относиться как 1 : 1.5 : 4.

. Итак, время нагрева зависит от многих факторов и на практике колеблется от 1 - 2 мин (нагрев мелких деталей в соли) до многих часов (нагрев крупных деталей тяжелого машиностроения в печи).

Точно установить время нагрева можно лишь опытным путем для данной детали в данных конкретных условиях, а приближенно - можно подсчитать. Имеется несколько приближенных способов расчета времени нагрева.

Рассмотрим один из них.

Расчет проводят по формуле (1). Пусть τ равно 1 или 2 мин:
τн = 0.1D1K1K2K3,     (2)

где
D1 - размерная характеристика изделия (мм) - минимальный размер максимального сечения (т.е. детали находят максимальное поперечное сечение и в нем - минимальный размер; в пластине это будет ее толщина δ - рис. 230). Это и будет характеристический размер D1;
К1 - коэффициент среды (для газа 2, соли 1, металла 0.5);
К2 - коэффициент формы (для шара 1, цилиндра 2, параллелепипеда 2.5, пластины 4);
К3 - коэффициент равномерности нагрева (всесторонний нагрев 1, односторонний 4).

Пример. Определить время нагрева детали, изображенной на рис. 231. Нагрев всесторонний, осуществляется в печи, сталь легированная.

Изделие сложной формы. Нахождение размерной характеристики для определения времени нагрева под закалку

Рис. 231. Изделие сложной формы. Нахождение размерной характеристики для определения времени нагрева под закалку

Максимальное поперечное сечение 30 × 40, следовательно, D1 = 30. Находим τн, подставляя значения коэффициентов в формулу (2):
τн = 0.1×30×2×2.5×1 = 15 (мин), а
τобщ = 15 + 2 = 17 (мин).

Следует отметить, что сказанное относится к нагреву примерно до 800 - 900 °С, т.е. до температур, обычно принятых для нагрева под закалку, отжиг, нормализацию большинства марок сталей.

При необходимости проводить нагрев в печи до более высокой температуры (например, нагрев под закалку нержавеющих или быстрорежущих сталей) время нагрева сокращается, так как интенсивность нагрева лучеиспусканием быстро возрастает с повышением температуры. Наоборот, нагрев в печи до температур ниже 800 - 900 °С, например нагрев под отпуск, протекает значительно медленнее, чем ниже температура, так как при низких температурах нагрев осуществляется главным образом конвекцией, а не лучеиспусканием.

Естественно, что все рассмотренные случаи относятся к таким, когда нагревающий агрегат (печь, ванна) достаточно мощный и внесенные в него холодные детали заметным образом не снижают температуры рабочего пространства.

 



Использована публикация:
Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
стр. 257 - 259.

К началу страницы


Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)