第09章 金屬的加熱

1、第九章 金屬的加熱9-1 金屬加熱的物理過程三種傳熱方式 傳導：加熱介質(zhì)與加熱工件表面接觸時，或受熱工件表面與心部之間、受熱工件的某一部位與未受熱部分之間發(fā)生的熱量傳輸 對流：依靠液態(tài)或氣態(tài)加熱介質(zhì)的分子相對運動形成的熱量傳輸（600700以下） 輻射：通過加熱體在高溫下產(chǎn)生的電磁波來傳遞能量的現(xiàn)象（700，無需介質(zhì)）真空加熱 加熱速度緩慢 截面溫差小、應力、變形小 充入惰性氣體強制循環(huán)；預熱升溫 氧化作用被抑制 表面凈化 脫氣作用 蒸發(fā)現(xiàn)象9-2 影響加熱因素及確定熱處理加熱規(guī)范的一般原則加熱的基本工藝參數(shù) 加熱的溫度（T） 加熱速度（V） 加熱的時間（）加熱溫度基本依據(jù)：材料相變的臨界點(

2、鐵碳相圖)綜合考慮因素 熱處理工藝目的 零件尺寸 零件加工過程正火： 亞共析AC33050； 過共析ACcm3050退火： 亞共析AC32040； 過共析AC12030淬火： 亞共析AC33050； 過共析AC13050加熱速度 一般不限制加熱速度（考慮經(jīng)濟性） 對合金含量高、大型鑄、鍛件需特別規(guī)定分級等溫、控制加熱速度加熱時間 定義： 升 透 保 升：取決于爐子熱功率、加熱介質(zhì)、裝爐量、零件尺寸、加熱制度（隨爐升溫、到溫入爐、高溫入爐、高溫入爐到溫出爐、階梯加熱） 透 ：取決于零件截面尺寸、材料導熱性、爐溫高低 保：取決于一定的熱處理工藝要求（消除內(nèi)應力、均勻化、溶解難溶碳化物等） 加熱時間

3、的計算 厚件可用傳熱學、有限元分析 薄件可用經(jīng)驗公式估算9-3 鋼鐵在加熱時的腐蝕v腐蝕形式q氧化氧化：鋼的表面金屬與加熱介質(zhì)中的氧、氧化性氣體、氧化性雜質(zhì)相互作用形成金屬氧化物層的過程q脫碳脫碳：工件在加熱過程中表層的碳與介質(zhì)中的脫碳氣體（O2、H2、CO2、H2O）相互作用而燒損的現(xiàn)象q內(nèi)氧化：在工件內(nèi)部沿晶界形成氧化物相或脫碳區(qū)的現(xiàn)象q生鐵腫脹：鑄件在氧化性介質(zhì)中加熱時，沿表層下晶界及石墨夾雜迅速發(fā)生氧化，從而導致體積增大的現(xiàn)象氧化 氧化層結(jié)構(gòu) 570：Fe2O3|Fe3O4|基體 570： Fe2O3|Fe3O4 |FeO|基體 對性能的影響 降低表面光潔度 出現(xiàn)淬火軟點 影響因素 加熱溫度、加熱時間、氧化氣氛氧化速度 加入Cr、Al、Si等形成致密氧化物可提高抗氧化能力脫碳 組織結(jié)構(gòu) 全脫碳層：全部晶粒 半脫碳層：表面C%平均C% 對性能的影響 機械性能下降（強度、硬度、耐磨性） 脫碳層具有殘余拉應力，易出現(xiàn)淬火裂紋 影響因素 化學成分、加熱溫度、加熱時間、介質(zhì)氧化與脫碳的控制 在可控氣氛中無氧化加熱 敞焰少無氧化加熱 在熔融浴爐中無氧化加熱 在真空