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發布時間:    信息編輯:鄭州高氏    點擊次數:
    鋼材的熱處理通常采用高頻加熱爐進行,但是,在熱處理過程中,受各方面因素的影響,鋼材可能會產生一些缺陷,如裂紋、端部加熱溫度不均勻等,這些缺陷會大大降低鋼材的使用壽命,甚至造成工件報廢,因此,掌握其缺陷產生的原因是至關重要的。今天,小編就給大家說說鋼材端部加熱溫度不均勻的原因所在。

    鋼材連續加熱時,由于感應線圈的端部效應,感應器兩端的磁場強度下降為中部的一半,因此,加熱效率大大降低,導致鋼材尾部的溫度低于正常部位。產生這類縱向溫差與鋼材尺寸、電源頻率,加熱溫度以及鋼材處理時頭尾的連接等因素有關,其中鋼管加熱的端部效應最為明顯。小口徑鋼管端部低溫區長度為30-50mm,溫度下降約50℃。隨鋼管直徑的增加,端部效應增大。

    (1)在居里點以上淬火處理時管端溫度的變化 根據實驗可知,鋼管端部溫度的變化受以下兩方面因素的影響。

    ①鋼管端部散熱條件的影響  鋼管端部的散熱面積大于鋼管正常部位,與管身相比增加了端部向外散熱的面積,增大了熱損失,這是鋼管端部溫度下降的原因之一。

    ②加熱電源頻率對鋼管端部溫度的影響 多只感應器連續加熱,鋼管加熱到居里點以上溫度時,尾端容易出現巨大的溫度變化。特別是采用高頻加熱爐加熱管壁較薄的鋼管時,其尾端容易出現巨大的溫度變化。其原因分析如下:采用較低頻率的電源加熱時,由于電流透入深度大于管壁厚度,造成熱效率下降,加上管端散熱使其溫度低于管身,隨加熱電源頻率的降低而加劇。采用較高頻率電源加熱,使用的表面功率密度較高時,鋼管尾端表面溫度迅速升高,超過管身溫度。采用雙頻加熱和鋼管對接可以消除管端溫度不均現象。

    (2)在居里點以下加熱時管端溫度的變化 在居里點以下加熱時,管端溫度下降的幅度隨電源頻率的增加而增大。產生這種現象的原因分析如下。

    鋼管在居里點以下進行回火加熱時,鋼管端部表面溫度仍然取決于端部散熱和加熱電源頻率的影響。其中端部散熱占主導地位,電源頻率的影響占次要地位。回火加熱的溫度低,按照金屬加熱的升溫溫度可知,在透熱點以下加熱升溫過程中,鋼管的外表面溫度始終高于內表面溫度。隨加熱電源頻率的增高,電流透入深度變淺,集膚效應增強,鋼管表面散失熱量增大,管端溫度的下降幅度相對增大。端部散失的熱量也隨之增大。當連續加熱鋼管頭尾對接時,端部散熱損失與正常部位相同,加熱電源頻率的影響通過縱向熱傳導不再顯示出來。因此,在居里點以下加熱時,鋼管的對接是降低管端溫度不均勻的關鍵措施。

    我們都知道只有找到了病因,才能對癥下藥。了解了鋼材端部加熱溫度不均勻的原因所在,我們就可以根據其原因制定有效的預防措施了。