網(wǎng)站編輯：admin │ 發(fā)表時間：2022-01-14 │

從生產(chǎn)率的角度，希望加熱速度越快越好，而且加熱的時間短，鋼坯表面的氧化燒損也減少。但是提高加熱速度受到一些因素的限制，除了爐子供熱條件的限制外，特別要考慮鋼坯內(nèi)外允許溫度差的問題。

鋼在加熱過程中，由于金屬本身的熱阻，不可避免地存在內(nèi)外的溫度差，表面溫度總比中心溫度升高得快，這時表面的膨脹要大于中心的膨脹。這樣表面受壓力而中心受張力，于是在鋼的內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，或稱熱應(yīng)力。熱應(yīng)力的大小取決于溫度梯度的大小，加熱速度越快，內(nèi)外溫差越大，溫度梯度越大，熱應(yīng)力就越大。如果這種應(yīng)力超過了鋼的破裂強度極限，鋼的內(nèi)部就要產(chǎn)生裂紋，所以加熱速度要限制在應(yīng)力允許的范圍之內(nèi)。

鋼中的應(yīng)力只是在一定溫度范圍內(nèi)才是危險的。多數(shù)鋼在550°C一下處于彈性狀態(tài)，塑性比較低。這時如果加熱速度太快，溫度應(yīng)力超過了鋼的強度極限，就會出現(xiàn)裂紋。溫度超過了這個溫度范圍，鋼就進入了塑性狀態(tài)，對低碳鋼可能更低的溫度就進入塑性范圍。這時即使產(chǎn)生較大的溫度差，由于塑性變形而使應(yīng)力消失，也不致造成裂紋或折斷。因此，溫度應(yīng)力對加熱速度的限制，主要是在低溫（500°C以下）范圍。

除了加熱時內(nèi)外溫度差所造成的熱應(yīng)力之外，澆鑄的鋼錠在冷凝過程中，由于表面冷卻得快，中心冷卻得慢，也要產(chǎn)生應(yīng)力，稱為殘余應(yīng)力。其次，金屬的相變常常伴有體積的變化，如鋼在淬火時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，體積膨脹，也會造成不同部位間的內(nèi)應(yīng)力，稱為組織應(yīng)力。這些內(nèi)應(yīng)力如果很大，也會使金屬產(chǎn)生裂紋或斷裂。實踐表明，單純的溫度用力，往往還不致引起金屬的破壞。大部分破壞是由于鋼錠在冷凝過程中產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，而后加熱時又產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，這種溫度應(yīng)力的方向與殘余應(yīng)力的方向一致，增大了鋼錠的內(nèi)應(yīng)力，增加了應(yīng)力的危險性。所以不能了籠統(tǒng)地認(rèn)為軋制時出現(xiàn)的裂紋缺陷都是由于加熱過程溫度應(yīng)力所造成的。對大多數(shù)鋼種來說，打破了過去單純依照彈性變形理論來計算允許溫度應(yīng)力的約束，一些低碳鋼的大鋼錠也可以快速加熱，只有某些高合金鋼由于脆性的影響，需要通過實驗確定適當(dāng)?shù)募訜崴俣?。因為這類鋼種的導(dǎo)熱性比較差，而導(dǎo)熱系數(shù)是隨碳和金元素含量的增加而下降的，同時這類鋼在低溫的塑性都比較差，因而，把冷的合金鋼錠直接裝入溫度很高的爐膛，進行快速加熱時，更可能產(chǎn)生危險的后果。

其次，鋼錠斷面的大小也是應(yīng)考慮的因素，鋼錠斷面大的往往殘余應(yīng)力也大。鋼坯的情況與鋼錠不同，鋼坯的斷面比鋼錠小，通過開坯以后，鋼的組織發(fā)生了變化，晶粒得到細(xì)化，強度增大，非金屬夾雜物的分布比較均勻，導(dǎo)熱性顯著提高。所以鋼坯的加熱速度可以比鋼錠快得多。