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球化退火炉加热滞后时间的研究

发布时间:2019-04-11     浏览次数:178    新闻来源:恒力炉业

球化退火炉以辐射加热为主,特点是炉膛升温速度比工件升温速度快得多。一方面由于炉内气体极为稀薄,加热元件对


工件的传热方式以辐射传热为主,对流传热作用极其微弱,另一方面,由于炉膛的隔热材料大多采用石墨毡和陶瓷纤维


,这类材料的热容量小,保温性能好,因此,炉膛的热惯性小,升温速度快。所以,工件的升温速度很慢。故存在加热


滞后时间的问题。真空热处理加热保温时间实际上是由以下两部分组成的,一是工件透烧时间(即温度均匀化时间,也


就是我们所讨论的加热滞后时间;二是组织转变的时间。任何方式的热处理加热保温时间实际上均是由这两部分构成的


,只不过由于真空热处理的加热方式很特殊,所以使第一部分(即加热滞后时间)成为比较突出的问题。 

2 影响加热滞后时间的主要因素 

影响工件在真空炉中加热滞后时间的因素有工件的材料、尺寸、形状和表面光亮度,以及加热温度与加热方式、装炉量


与装炉方式等。本试验是在WZC-30G真空炉上进行的。 

2.1 尺寸的影响 

40CrMnSiMoVA钢不同尺寸试样的单件加热曲线(加热温度为920℃)表明:直径越大,加热滞后时间就越长。因此真空热


处理时,不同尺寸或形状的工件不宜混装在一起进行加热。需要混装时,应以有效厚度大的工件到温为准,确定加热时


间。根据真空加热的特点,导热性差的不锈钢、高温合金等材料和含碳量高于0.4%的结构钢、工模具钢等,截面厚度变


化大或者有尖角及形状复杂的工件,硬度>35HRC的工件,为减少变形与开裂的危险,都应采取预热方式进行加热。加热


温度低的,可采取650-700℃预热一次;加热温度高的可采取650-700℃和850-900℃二次预热。预热时间应保证工件有效


截面达到加热温度,一般取保温时间的0.5-1倍,或者通过实测来决定。 

 40CrMnSiMoVA 高强度钢在加热温度为920℃,试样尺寸为φ35mmX105mm,分装两层,且上、下两层的4号试样的上部与


外表面分别固定一支跟踪热电偶。每层7件,共重10kg的试验条件下,采用不同加热方式获得的加热曲线无论预热或不预


热,试样的升温速率均滞后于炉膛的升温速率;中心试样的升温速率滞后于外部试样的升温速率。采取预热方式,可减


少工件截面上的温差以及工件与炉膛之间的温差,在其后的升温过程中,使工件的温度很快接近炉温,有利于减少热应


力和变形。根据真空加热的特点,导热性差的不锈钢、高温合金等材料和含碳量高于0.4%的结构钢、工模具钢等,截面


厚度变化大或者有尖角及形状复杂的工件,硬度>35HRC的工件,为减少变形与开裂的危险,都应采取预热方式进行加热


。加热温度低的,可采取650-700℃预热一次;加热温度高的可采取650-700℃和850-900℃二次预热。预热时间应保证工


件有效截面达到加热温度,一般取保温时间的0.5-1倍,或者通过实测来决定。 

2.3 加热温度的影响 

40CrMnSiMoVA 高强度钢在加热温度分别为920℃、900℃、870℃,试样尺寸为φ50mmX150mm,仅装1件试样,且跟踪热电


偶插在试样心部的试验条件下。由于加热元件的辐射能量与其 温度的四次方成正比,因此,温度越高,辐射效率越高,


工件的加热滞后时间也就越短,工件的升温速度也就越快。





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