第八章 金属的加热讲解

愈小.
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第八章 金属的加热
⑶工件表面形状及其在炉内放置位置
工件形状和放置位置对流体流动愈有利.则给
热系数愈大
第 2.辐射传热
一 节
任何物体.只要其温度大于绝对零度,就能从表
传
面放出辐射能,辐射能的载体是电磁波；
热 物体在单位时间内由单位表面积辐射的能量为:
过 程

E C
T
4

100
3
第八章 金属的加热
第八章 金属的加热
A．直接加热：以工件自身为发热体，把其它形式的能量 转变为热能而加热工件。 B．间接加热：从邻近的发热体以一定的方式进行热交换 而获得热能而加热工件。
8.1 金属加热的物理过程及其影响因素
金属工件在炉内加热时，可以借辐射、对流、传 导等方式实现。工件表面获得热量后则靠热传导 方式向内部传递。
J
m2h
7
第八章 金属的加热
T：物体的绝对温度 K； C：辐射系数 ；
C：20.52kJ/m2.h.K4的物体称为绝对黑体，以C0表
第
示
一 节
传
在相同温度下，一物体的辐射能以黑体为最大， 即C<C0
热 ε=c/c0
过 ε:称为黑度系数，简称黑度，它说明一物体的辐
程
射能力接近黑体的程度。

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第八章 金属的加热
第 仅靠传热物质质点间的相互碰撞
一 热流量密度q；
节
传
q d T J m2h
热
dx
过
程 λ:热传导系数
dt/dx :温度梯度
负号表示热流量方向和温度梯度方向相反
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第八章 金属的加热
4.综合传热: 同时考虑传导.对流.辐射三种传热方式
第
Q Qc Qr Qcd
一
节 综合考虑，可用下式表示
传 热 过
Q t介 t工
程
a:综合传热给热系数
11
第八章 金属的加热
8.1.2 工件内部的热传导过程:
传热强度用热流量表示:
第 一
q dt
节
传 热
dx
热传导系数l是材料的热物理参数
过 热传导系数与钢的化学成分,组织状态,加热温度
程 等有关，合金元素的影响如图所示。
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第八章 金属的加热
节
传 在低温时，合金元素强烈地降低热传导系数，随 热 着温度的提高，其影响减弱；高于900度时，合金
过 元素的影响已看不出来；因为此时已处于奥氏体状
程 态，奥氏体的热传导系数最小。纯铁和碳钢的热传
导系数随着温度的升高而降低。

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第八章 金属的加热
8.1.3 热处理加热时间的确定 加热时间=工件达到热处理规范所要求温度 第 的时间（τ加+τ均）+完成组织转变及其热处 一 理目的所要求的组织结构状态变化所需要 节 的时间:
采用石墨粒子作为流态化物质时，石墨粒子即
第 一 节
为电阻发热体，又为加热介质。因为内热式流 态化炉中， 石墨粒子放在两电极之间，石墨是
导体，故两极通过石墨导电，当流态化炉工作
传
时，一定压力和流量的气体从电炉底通入炉内，
热
吹动石墨粒子作上下翻滚犹如液体沸腾一样，
过
来自百度文库
两面电极间石墨粒子时而接触，时而分离，产
辐射传热对工件表面所吸收的热量，即Q：
辐射来的热量减去反射的热量及自身辐射的热
量。
第
一
节
传 热 过
Q

AnC0

T1 100
4


T2 100
4


F

程
9
第八章 金属的加热
遮热作用:当发热体与工件之间存在有挡板等遮 挡物体时将使辐射热量减小；
3.传导传热:
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第八章 金属的加热
层流:流体沿着工件表面一层层地有规则
流动,影响传热
紊流:流体的不规则运动,给热系大于层流
第 一 节
传
空气为加热介质时，
c

(4.64
3.49 103 T )
0.61
D0.39
3600
J
/
m2
h ℃
热 过 程
⑵流体的物理性质
流体的导热系数λ 比热C 及密度 r愈大 给热系数 α 愈大:粘度系数愈大，愈不易流动,给热系数则
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第八章 金属的加热
2.加热介质的影响(影响α的因素)
加热介质:空气 惰性气体(氮气、 氩气)、氨热
分解气体（ CO-H2-N2-H2O-CO2, N2-CO-H2 混
第
合气），熔融盐、熔融金属液体，流态化炉
一
（流动粒子炉）加热介质为石墨粒子
节
传 热 过 程
17
第八章 金属的加热
⑴流态化炉的加热特点:
4
第八章 金属的加热
8.1.1 传热过程及影响给热系数α的因素
1 对流传热
第 靠发热体与工件之间流体的流动进行
一 节
QC=αCF(T介—T工)
传 影响对流给热系数αC的因素:
热 ⑴流体运动的情况
过
程 A:自然对流:由于温度，密度的不同而发生
B:强迫流动，外加动力强制流体运动如气体炉用风扇强制气
体循环时流体运动速度快，给热系数较大
传 热 过 程
15
第八章 金属的加热
8.1.4 影响热处理工件加热的因素
1.加热方式的影响
第
1)、随炉加热；
一 节
传 热 过
2)、预热加热； 3)、到温入炉加热； 4)、高温入炉加热,到温出炉 以上四种加热方式，主要是加热速度不同。(t
程
介－t工)越小，加热速度越慢。因此，上述加热
方法，加热速度依次增加。
程
生一定的电阻，电流流过从而发热，与此同时，
通过对流直接接触及辐射将热量传给工件。
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第八章 金属的加热
⑵在液态介质(熔盐或金属)中加热特点：
以热传导为主,兼有辐射传热及对流传热，属于综合 传热，铅浴的给热系数比盐浴大一倍以上；
第 ⑶在气体介质中加热的特点：
一 属于综合传热,高温以辐射为主，低于600℃的循环 节 气体炉中以对流传热为主，在中温区二者均有作用， 传 加风扇有好处；
第 一 节
传
热
合金元素对二元铁合金热传导系
不同钢的热传导系数与温度的关系
过
数的影响
1-纯铁；2-碳钢；3-合金钢；4-高合金钢
程
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第八章 金属的加热
热传导系数随着钢各组织组成物按奥氏体，淬火 马氏体，回火马氏体，珠光体的顺序增大；
热传导系数与温度近似地呈线性关系 图1-2
第 一
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第八章 金属的加热
钢的热处理原理与工艺 第八章 金属的加热
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导读
第八章 金属的加热
通过学习本章，主要掌握加热方法， 加热过程中的脱碳，理解加热介质的 影响，了解金属加热过程中传热。
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第八章 金属的加热
第二篇 热处理工艺 热处理工艺： 通过加热，保温和冷却的方法使金属和合金的内部 组织结构发生变化，以获得工件使用性能所要求的 组织结构。 热处理工艺学： 研究热处理工艺规律和工艺原 理的学科.