8-2动生、感生电动势总结.ppt

小知识：感应淬火 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。  公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。  冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。 退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。  表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法，有激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 感应加热是表面淬火最理想的一种加热方式。由于邻近效应和集肤效应的影响，感应加热时只是工件中靠近外表皮透入深度为定值的一层直接发热，内部发热很少；如果控制加热时间，增大加热功率，是直接加热层的热量来不及传到工件内部，这样就可以满足表面淬火的要求。 表面淬火如图感应线圈流过很大的中频电流而将工件表面加热。对一般工件加热时间只有几秒钟，共件内部温度根本来不及上升，然后断点，并迅速喷水使工件表面冷却。感应线圈用铜管通水冷却，线圈的形状要刚好包住工件，它与工件间的间隙要尽可能的小。 淬火层的深度是一个重要的工艺要求，它对产品的质量有很大影响。淬火层的深度主要决定于加热电源的频率，频率越高，则透入深度越小，直接加热层及淬火深度也越浅。淬火加热电源的频率分为中频（2.5和8khz）和高频（70-300kz）两大类。中频淬火深度与电源的频率的关系是电源频率：8khz淬火层深度1.3-3.5mm、2.5khz淬火层深度2.4-10mm.。 电源的功率对淬火层深度也有影响。功率越大，加热时间短，直接加热层的热量来不及向内部传播。淬火层就越浅。中频淬火所需要的电源功率与淬火面积有关，一般取单位面积的功率为（0.5-2）kw/平方厘米。 解： 该管中感应电动势为 感应电流 长为L，半径为r，厚为dr的薄圆管，其电阻 涡 电 流 解： 该圆管消耗的热功率 棒消耗功率（发热功率） 涡 电 流 解： 一个周期内P的平均值 故热功率密度 棒越粗则加热越快。 涡 电 流 录像： * * 经过电源内部将单位正电荷从电源的负极送到正极非静电力所作的功，用?表示。即 准备知识： 什么是电动势？ （1）电动势反映电源中非静电力作功的本领，表征电源本身特 性，与外电路的状况无关。 （2）电动势是标量，但有正负，方向为负极经电源内部到正极。 电动势 非静电力 非静电力 动生电动势 ? G 13-2 动生电动势和感生电动势 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ● 动生电动势的成因