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浅议锻造异形件表面到温的时间及其影响因素
- 2021-08-07-

  锻造异形件在加热炉中加热,其表面由于与炉壁和炉气间存在温差,导致热辐射和对流换热而升温;随着表面温度升高,与内部产生温差,导致热量从表面向内部传递,使内部温度也升高。因此,锻件的加热过程可以分为加热炉到温、工件表面到温和工件中心到温三个阶段。由于工件的升温过程随温差减小而减慢,格外是在接近到温的末后时刻,升温过程相当缓慢,生产上允许有一些温差,因此,所谓"到温",是指达低于规定温度的某一温度(本文中所指的"到温",若无说明,均指到与规定温度相差10℃的温度)。下面讨论工件表面到温时间及其影响因素(工件表面到温时间由加热炉到温时开始计算,中心到温时间由表面到温时开始计算)。

  表面到温时间受加热温度、升温速度及锻造异形件的截面尺寸等一系列因素的影响。在加热过程中,表面接受来自炉气和炉壁的热量,同时又将部分热量传向内部,所以,表面温度是表面瞬态热平衡的反映。低温加热时,以对流换热为主,表面接受的热量少,表面到温时间长。随着加热温度上提,辐射换热加强,表面到温时间迅速减短。加热温度与表面到温时间和表面热交换系数时间的关系。

  在加热炉升温过程中,锻造异形件表面温度随炉温升高而升高,而和炉温间有一些温差,温差随升温速度增加而增加,升温速度和温差间的关系直接影响着表面到温时间。慢速升温时,炉温与表面温差小,到温时间短;快速升温时,温差大,到温时间就长。由不同升温速度对不同加热温度表面到温时间的影响中得出,随着升温速度的增加,表面到温时间增长,而以在加热温度下装炉时的到温时间为限度。

  表面到温时的截面温差随加热温度增加而急剧增加,截面尺寸对截面温差的影响也随温度升高而加剧。当加热温度为450℃时,截面尺寸由500mm增加到2000mm,表面到温时的截面温差由2℃增加到8℃;当加热温度为800℃时,截面温差则由17℃增加到70℃。这是由于锻造异形件表面热交换系数和钢的导温系数随温度变化的综合影响的结果。