金属加热的物理过程及其影响因素11.doc

1.1 金属加热的物理过程及其影响因素 一：加热介质和工件表面传热过程 热处理加热工序大多在各种热处理炉中进行，在加热过程中炉膛和工件之间建立温度梯度 在温度场中，工件主要依靠辐射.对流.传导传热。 1：传导传热： 热量直接由工件的一部分传递至另一部分，或由加热介质把热量传递到与其相邻的工件而无需媒介质点移动的传热过程。 热传导的唯象规律由傅立叶热传导定律描述 上式中——热传导系数，； ---温度梯度。负号表示热流量方向和温度梯度方向相反。 2：辐射传热： 是由电磁波传递能量过程。物体受热后向各个方向放射辐射能，被另一物体吸收后又转化为热能而实现加热。 注意：在高于700度主要是辐射传热。 3：对流传热： 主要在600～700度以下进行，它主要依靠工件四周气体或液体质点的相对移动将受热质点传到给较冷的金属表面进行加热。 一般有 上式中－－－单位时间内通过热交换表面对流传热给工件的热量，J/h; ------介质温度， －－－工件表面温度， －－－对流给热系数，； －－－热交换面积（工件与流体接触面积）；。 影响的因素： （1）流体流动情况 （2）流体的物理性质:导热系数 ，比热C，及密度等。 （3）工件在炉中位置情况：放置位置不同，给热系数也不同。工件形状和放置位置对流体流动越有利，则给热系数愈大。 4：需要说明的是：实际工件在传热过程中，三种传热方式同时存在，所不同的是有这种传热方式为主，有的场合以另一种传热方式为主。 二：工件内部的热传到过程： 工件内部传热主要以传导传热，工件表面获取能量后，表面温度升高，在表面和心部存在温度梯度，发生传导传热 传热强度以比热流量表示 为热传导系数：表示材料具有单位温度梯度时所允许通过的流量密度。 影响的因素： 1：钢的化学成分:合金元素及碳含量一般降低传热系数。 2：组织状态：随钢中组织组成物，按AM淬M回P顺序增大 3：加热温度：热传导系数与温度的关系近似地呈线性关系 上面 －－－温度为t度时的热传导系数； －－－温度为0度时的热传导系数； b－－－热传导温度系数，与钢的化学成分与组织状态有关。