2-钢的热处理工艺-加热讲解.ppt

一、金属加热的物理过程 1.加热热量的传递方式 传导: 热量直接由工件的一部分传递给另一部分，或由加热介质把热量传递到与其相邻的工件，无需媒介质点移动的加热过程。 对流： 依靠工件四周气体或液体相对移动，将受热质点传导给较冷金属表面进行加热。 辐射: 靠电磁波来传递热量的过程。 2.加热方式及加热介质 直接加热：利用金属内部电能----热能转换 电磁----热能转换 低能粒子轰击能量----热能转换 不需要加热介质 间接加热：利用媒介（如固体、液体、气体或真空度10-3mm稀薄气体），以对流、传导、辐射方式向工件表面传递热量方式。 三、加热工艺规范选择原则 加热温度T 加热时间τ 加热速度V （2）二段式加热制度 含义：使钢料先后在两个不同的温度区域内加热。两个不同的温度区域可由预热期和加热期组成，也可由加热期和均热期组成。 特点：①出炉废气温度较高；②金属的加热速度较慢；③钢的中心和表面的温差较小；④把钢料直接装入温度较高的炉内加热，速度快，时间短，钢的中心与表面温差较大。由于有均热期加热完后钢料断面上温度比较均匀。 缺点：出炉废气温度高，热的利用效率低。 应用：适用于加热一些导热性较差的钢种。这种加热制度因没有均热期，加热完后钢坯断面上温度均匀性较差，故不宜于加热断面大的钢料，适宜于冷装或低温热装的低碳钢锭加热或热装的合金钢锭加热，也适用于小坯料加热。 （3）三段式加热制度 含义：把刚料放在三个温度条件不同的区段内加热，依次是预热段、加热段、均热段（或称应力期、快速加热期、均热期）。 特点：（因为有了预热段）①出炉废气温度较低；②热能利用效率较高；③加热段则可以强化加热；④提高加热速度；⑤减少钢的氧化与脱碳，并可使炉子有较高的生产率。 应用：均热段则使钢坯断面上的温度比较均匀而保证了钢的加热质量，因此得到了广泛的应用。 （4）多段式加热制度 主要用于一些钢料的热处理工艺中，它由几个加热、均热和冷却期所组成。现代化的大型的连续加热沪，如热连轧钢板车间的板坯加热炉，为保证具有大的生产能力和高的热效率，也采用多段加热制度，但就其热工特点而言，这种炉子所用的多段 加热制度仍保留了三段式加热制度的基本特点。 * * 第二章 钢的热处理工艺 第一节 加热工艺 二、加热目的与要求 热处理的第一道工序一般都是把钢加热到临界点以上，目的是为了得到奥氏体组织。加热质量的好坏，是否形成缺陷，不仅关系到整个热处理的成败，而且还直接影响到工件的加工工艺和使用性能。 评定加热质量的好坏，一般有如下指标： ① 奥氏体的碳浓度和合金浓度 ② 奥氏体成分的均匀性 ③ 奥氏体的晶粒度 ④ 第二相的数量、大小和分布 ⑤ 表面氧化、脱碳或增碳的程度 ⑥ 变形开裂的程度 不同钢种、不同工件、不同的热处理工艺，对上述指标的要求是不同的。 例如，淬火加热时，要求奥氏体的碳浓度要适当，合金浓度尽可能高，成分尽可能均匀，晶粒尽可能细小；不允许表面氧化、脱碳或增碳；要严防变形，不允许开裂。 球化退火时，则要求奥氏体的碳浓度与合金浓度要低，成分不能太均匀，要保留大量的未溶的碳化物质点，并弥散分布在奥氏体中，晶粒不粗大即可。 γ α T℃ C Fe 1.加热温度 基本依据：材料相变的临界点 各种钢的加热温度， 都是根据钢的临界点Ac1、Ac3和Accm来确定的。 γ α T℃ C Fe 在生产实践中，已经总结出一套加热温度的经验公 式，这些公式主要适用于碳钢及低合金钢。 正火：亚共析AC3＋30～50℃ 过共析ACcm以上 退火：亚共析AC3＋30～50℃ 过共析AC1＋20～30℃ 淬火：亚共析AC3＋30～70℃ 过共析AC1＋30～70℃ 一般不限制加热速度（考虑经济性） 对合金含量高、大型铸、锻件需特别规定——分级等温、控制加热速度。 2.加热速度 加热制度的分类（按温度）： （1）一段式加热制度 含义：一段式加热制度也称一期加热制度，是把钢料放在 炉温基本不变的炉内加热。 特点：①加热不分阶段;②炉温与钢料表面温差大; ③加热速度快，加热时间短。④炉子的结构和操作比较简单。 缺点：废气温度较高，热利用率较差。这种加热制度适用于加热断面尺寸不大、导热性和塑性较好的钢料。有时热装入炉的钢料也可采用这种加热制度。 定义：τ＝ τ升＋τ透＋τ保 τ升：加热工件到要求的温度(实为零件表面温度)所需时间为升温时间。它主要取决于加热速度，具体涉及到炉子热功率、加热介质