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第34卷第4期

第34卷第4期2.014年8月

Vol.34No.4

August2014

HeilongjiangMetallurgy

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钢在热处理中加热速度的确定

孙光，侯海龙

(黑龙江省冶金研究所，哈尔滨150040)

摘要：加热速度是钢材热处理工艺制度中一项关键技术指标，可根据钢种、工件尺寸及形状确定合理的加热速度，本文对影响加热速度的诸要素做了简要介绍。

关键词：钢；热处理；加热速度

ToDetermineHeatingSpeedinHeatTreatmentofSteel

SunGuang,HouHailong

(HeilongjiangMetallurgicalInstitute,Harbin150040China)

Abstract:Theheatingspeedisakeytechnicalindexofsteelheattreatment。Theheatingspeedcanbedeterminedaccordingtothesizeandshapeofsteelworkpiece,andtheinfluencefactorsoftheheatingspeedisintroducedbrieflyinthepaper.

KeyWords:steel;heattreatment;heatingspeed

钢在热处理中的加热速度是指钢在加热时单2工件尺寸的影响位时间内其表面温度升高的度数，单位为(℃/

钢在热处理中的加热速度是指钢在加热时单

min)。有时也用加热单位厚度钢件所需的时间在操作中如果加热速度控制不当，造成工件

(min/cm),或单位时间内加热钢件的厚度(cm/的内外温差过大，在工件的内部将产生较大的热

min)来表示。应力，从而使工件出现变形或裂纹。对厚大工件

生产中为了提高生产效率，总是希望快速加来说，不仅受炉子供热能力的限制，而且还受到工

热工件，以提高炉子的单位生产率，使钢坯的氧件本身所允许的加热速度的限制。这种限制可归

化、脱碳减少，单位燃料消耗量降低。快速加热是纳为在加热初期断面上温差的限制，在加热末期

提高炉子各项指标的重要措施之一，但在生产实断面上烧透程度的限制和因炉温过高造成的加热

践中，加热速度受到技术上可能达到的加热速度缺陷的限制。

及具体工件所允许的加热速度这两个因素的限2.1加热初期工件断面上温差的限制

制。在加热初期，工件表面与中心产生温差。表

1

1加热设备的类型及功率的影响

较小。而表面与中心是一个不可分割的金属整

热处理中使用的加热设备不同，加热速度也体，所以膨胀较小的中心部分将限制表面的膨胀，

不同。浴炉的加热速度大于箱式炉的速度(大约使工件表面承受压应力；同时，膨胀较大的表面部

快1倍),而火焰炉的加热速度又大于电阻炉的加分将强迫中心部分一起膨胀，使中心受到拉应力。

热速度(大约快1/3)。对于同一类型的设备来这种应力称为热应力。从断面上的应力分布可以

说，功率越大，即单位时间内可以供给的热量越看出，在表面与中心处的热应力都是最大的，在表

多，其加热速度也将越大。此外，感应加热及穿透面与中心之间的某个位置上的金属则既不受到压

电流加热要比一般热处理炉的加热速度大得多。应力也不受到拉应力。

收稿日期：2014-07-22

作者简介：孙光(1987-),男，现从事钢铁冶金研究工作，助理工程师。

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加热速度越大，内外温差越大，产生的热应力也越大。当热应力在钢的弹性极限以内时，对工件的质量没有影响，因为随着温度差的减小和消除，应力会自然消失。当热应力超过钢的弹性极限时，工件易发生塑性变形。当温差消除后热应力没有完全消失，会生成残留应力。如果热应力再大，超过了钢的强度极限时，则工件在加热过程中就会破裂，这时热应力对于工件中心的危害性更大，因为中心受的拉应力。一般钢的抗拉强度远低于其抗压强度，所以工件中心的热应力容易造成内裂。

根据上述分析，可概括出以下结论：

(1)在加热初期，限制加热速度的实质其实是减少热应力。加热速度越快，表面与中心的温度差越大，热应力越大，这种应力可能超过钢的强度极限，