Характеристики процесса нагрева металла

³ температура нагрева –

³   равномерность нагрева

а) по сечению –

б) по поверхности

³ продолжительность нагрева

Явления, возникающие при нагреве металла:

· перегрев

· пережог

Процессы, сопровождающие нагрев

³ термические напряжения

³   окисление

³ обезуглероживание 

Термические напряжения

Причины возникновения напряжений при нагреве

• Неравномерность нагрева изделия

• Фазовые переходы в материале

• Структурные изменения в материале

Виды термических напряжений

ü Сжимающие

ü Растягивающие

Ø Временные

Ø Остаточные

 

 

 

 

- коэффициент линейного расширения, К^-1

     - модуль упругости, Па;

      - коэффициент Пуассона;

     - температура в данном сечении тела, К;

      - средняя (по сечению) температура тела, К;

Допустимые тепловые воздействия

1. Максимально допустимый перепад температуры

- предел прочности, Па;

К - коэффициент, зависящий от формы тела:

     для пластины K =1,5

     для цилиндра K =2,0

2. Максимально допустимая плотность теплового потока

- коэффициент теплопроводности тела, Вт/(м×К);

- характерный размер тела, м;

 

 

Инженерная оценка величины термических напряжений

              - Термическими напряжениями можно пренебречь

                             - Термические напряжения не опасны

            - Опасные термические напряжения (до Тпер)

где, Тпер) – температура перехода в область пластических деформаций

Процессы, сопровождающие нагрев

Окисление

Последствия окисления поверхности металла

§ Потери металла

§  Повышенный износ механического оборудования

§  Повышенный износ футеровки рабочей камеры печи

§  Увеличение времени нагрева метала

§  Увеличение погрешности при определении температуры металла

и регулировании температурного режима

§  Увеличение риска появления брака при проведении последующей

технологической операции

§  Увеличение общей трудоемкости технологического процесса

§  Экологические последствия

Факторы определяющие интенсивность окисления

Ø Концентрация окислительных газов в атмосфере печи

Ø Концентрация восстановительных газов в атмосферы печи

Ø Состав и концентрация компонентов металлического сплава

Ø Температура поверхности металла

Ø Время воздействия окислителей на поверхность

Ø Скорость диффузии окислителей к поверхности и газообразных

продуктов окисления от поверхности через слой окисной пленки