Нагрев деталей в печи с постоянной температурой

Типичными элементами теплового режима для случая нагрева в печи с по­стоянной температурой (рис. 11.25, б) являются время нагрева до заданной тем­пературы и время выдержки при заданной температуре. Заданная температура нагрева устанавливается в соответствий с положением критических точек для соответствующей стали. Время выдержки при заданной температуре зависит от структурного состояния стали и не зависит ни от способа нагрева, ни от сече­ния детали.

При определении времени нагрева до заданной температуры различают два основных случая нагрева: нагрев тонких деталей и нагрев массивных деталей.

Разница заключается в том, что температура центра нагреваемой тонкой детали быстро совпадает с температурой поверхности и практически не требует времени на выравнивание. При нагреве массивных деталей температура центра отстает от температуры поверхности тем больше, чем больше сечение детали, и поэтому при достижении поверхностью нагреваемой детали заданной темпе­ратуры необходимо определенное время выдержки для выравнивания температур до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура в центре детали.

Необходимо, следовательно, различать время выдержки при заданной тем­пературе для выравнивания от времени выдержки при заданной температуре для структурных превращений.

Последний вид выдержки, как уже было сказано, не зависит ни от способа нагрева, ни от сечения, а зависит лишь от структурного состояния и практически может быть одинаков как для тонких деталей, так и для массивных.

Длительность этого вида выдержки определяется особо в зависимости от марки стали, исходного ее структурного состояния и технологического про­цесса.

При нагреве деталей в печи с постоянной температурой в большинстве случаев основными искомыми величинами являются:

1) температура поверхности (t_n) нагреваемой детали или температура ее центра (t_u), если время нагрева – известно;

2) время нагрева – в течение которого детали должны прогреться до задан­ных температур.

Нагрев деталей в печи с переменной температурой.

Нагрев деталей в печи с переменной температурой может иметь место прак­тически в двух случаях: 1) в методических печах температура увеличивается от загрузочного конца до заданной температуры, достигая ее в зоне выдержки; 2) в проходных толкательных печах иногда температуру в зоне нагрева подни­мают выше, чем в зоне выдержки (рис. 11.25, в). Последний метод нагрева соответ­ствует так называемому форсированному методу нагрева, который применяется иногда с целью повышения производительности печей при нагреве деталей простой формы из среднеуглеродистых сталей, не имеющих остаточных напря­жений.

В обоих случаях рассматриваемый период нагрева делится на участки с усреднением температуры печи в каждом. Разность температур в нагреваемой детали в конце каждого участка учитывается как начальная разность в после­дующем. Считая усредненную температуру постоянной, расчет нагрева прово­дят для каждого участка аналогично расчету нагрева в печи с постоянной тем­пературой.

Нагрев деталей с постоянной скоростью.

В ряде случаев термической обработки (отжига) нагрев деталей произво­дится с определенной скоростью, при этом температура поверхности изделия изменяются прямолинейно.

В этом случае искомыми величинами являются время нагрева центра до заданной температуры и температура печи, необходимая для осуществления нагрева поверхности металла с заданной скоростью.