热处理工艺学课件09金属的加热.ppt

第九章 金属的加热 §9-1 金属加热的物理过程 三种传热方式 传导：加热介质与加热工件表面接触时，或受热工件表面与心部之间、受热工件的某一部位与未受热部分之间发生的热量传输 对流：依靠液态或气态加热介质的分子相对运动形成的热量传输（600～700℃以下） 辐射：通过加热体在高温下产生的电磁波来传递能量的现象（＞700℃，无需介质） 加热方式与加热介质 真空加热 加热速度缓慢 截面温差小、应力、变形小 充入惰性气体强制循环；预热升温 氧化作用被抑制 表面净化 脱气作用 蒸发现象 §9-2 影响加热因素及确定热处理加热规范的一般原则 加热的基本工艺参数 加热的温度（T） 加热速度（V） 加热的时间（τ） 加热温度 基本依据：材料相变的临界点 综合考虑因素 热处理工艺目的 零件尺寸 零件加工过程 正火：亚共析AC3＋30～50℃；过共析ACcm＋30～50℃ 退火：亚共析AC3＋20～40℃；过共析AC1＋20～30℃ 淬火：亚共析AC3＋30～50℃；过共析AC1＋30～50℃ 加热速度 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 加热时间 定义：τ＝ τ升 ＋τ透 ＋τ保 τ升：取决于炉子热功率、加热介质、装炉量、零件尺寸、加热制度（随炉升温、到温入炉、高温入炉、高温入炉到温出炉、阶梯加热） τ透 ：取决于零件截面尺寸、材料导热性、炉温高低 τ保：取决于一定的热处理工艺要求（消除内应力、均匀化、溶解难溶碳化物等） 加热时间的计算 厚件可用传热学、有效元分析 薄件可用经验公式估算 薄件：T炉＜400℃，d＜300mm； T炉＜800℃，d＜200mm； T炉＜1000℃，d＜100mm； Τ τ加热＝KW（W：几何因素） §9-3 钢铁在加热时的腐蚀 腐蚀形式 氧化：钢的表面金属与加热介质中的氧、氧化性气体、氧化性杂质相互作用形成金属氧化物层的过程 脱碳：工件在加热过程中表层的碳与介质中的脱碳气体（O2、H2、CO2、H2O）相互作用而烧损的现象 内氧化：在工件内部沿晶界形成氧化物相或脱碳区的现象 生铁肿胀：铸件在氧化性介质中加热时，沿表层下晶界及石墨夹杂迅速发生氧化，从而导致体积增大的现象 氧化 氧化层结构 ＜570℃：Fe2O3|Fe3O4|基体 ＞570℃： Fe2O3|Fe3O4 |FeO|基体 对性能的影响 降低表面光洁度 出现淬火软点 影响因素 加热温度↑、加热时间↑、氧化气氛↑→氧化速度↑ 加入Cr、Al、Si等形成致密氧化物可提高抗氧化能力 脱碳 组织结构 全脱碳层：全部α晶粒 半脱碳层：表面C%＜平均C% 对性能的影响 机械性能下降（强度、硬度、耐磨性） 脱碳层具有残余拉应力，易出现淬火裂纹 影响因素 化学成分、加热温度、加热时间、介质 氧化与脱碳的控制 在可控气氛中无氧化加热 敞焰少无氧化加热 在熔融浴炉中无氧化加热 在真空中无氧化加热 防氧化涂层 * * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 金属加热 直接加热 间接加热 热源 热源 介质 电阻 电磁波 低能粒子 真空 固体 液体 气体 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation onl