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            淺議鍛造異形件表面到溫的時間及其影響因素
            - 2021-08-07-

            ?  鍛造異形件在加熱爐中加熱,其表面由于與爐壁和爐氣間存在溫差,導致熱輻射和對流換熱而升溫;隨著表面溫度升高,與內部產生溫差,導致熱量從表面向內部傳遞,使內部溫度也升高。因此,鍛件的加熱過程可以分為加熱爐到溫、工件表面到溫和工件中心到溫三個階段。由于工件的升溫過程隨溫差減小而減慢,格外是在接近到溫的末后時刻,升溫過程相當緩慢,生產上允許有一些溫差,因此,所謂"到溫",是指達低于規定溫度的某一溫度(本文中所指的"到溫",若無說明,均指到與規定溫度相差10℃的溫度)。下面討論工件表面到溫時間及其影響因素(工件表面到溫時間由加熱爐到溫時開始計算,中心到溫時間由表面到溫時開始計算)。

              表面到溫時間受加熱溫度、升溫速度及鍛造異形件的截面尺寸等一系列因素的影響。在加熱過程中,表面接受來自爐氣和爐壁的熱量,同時又將部分熱量傳向內部,所以,表面溫度是表面瞬態熱平衡的反映。低溫加熱時,以對流換熱為主,表面接受的熱量少,表面到溫時間長。隨著加熱溫度上提,輻射換熱加強,表面到溫時間迅速減短。加熱溫度與表面到溫時間和表面熱交換系數時間的關系。

              在加熱爐升溫過程中,鍛造異形件表面溫度隨爐溫升高而升高,而和爐溫間有一些溫差,溫差隨升溫速度增加而增加,升溫速度和溫差間的關系直接影響著表面到溫時間。慢速升溫時,爐溫與表面溫差小,到溫時間短;快速升溫時,溫差大,到溫時間就長。由不同升溫速度對不同加熱溫度表面到溫時間的影響中得出,隨著升溫速度的增加,表面到溫時間增長,而以在加熱溫度下裝爐時的到溫時間為限度。

              表面到溫時的截面溫差隨加熱溫度增加而急劇增加,截面尺寸對截面溫差的影響也隨溫度升高而加劇。當加熱溫度為450℃時,截面尺寸由500mm增加到2000mm,表面到溫時的截面溫差由2℃增加到8℃;當加熱溫度為800℃時,截面溫差則由17℃增加到70℃。這是由于鍛造異形件表面熱交換系數和鋼的導溫系數隨溫度變化的綜合影響的結果。

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