網(wǎng)站編輯：admin │ 發(fā)表時(shí)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(shí)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，特別要考慮鋼坯內外允許溫度差的問(wèn)題。

鋼在加熱過(guò)程中，由于金屬本身的熱阻，不可避免地存在內外的溫度差，表面溫度總比中心溫度升高得快，這時(shí)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，于是在鋼的內部產(chǎn)生了溫度應力，或稱(chēng)熱應力。熱應力的大小取決于溫度梯度的大小，加熱速度越快，內外溫差越大，溫度梯度越大，熱應力就越大。如果這種應力超過(guò)了鋼的破裂強度極限，鋼的內部就要產(chǎn)生裂紋，所以加熱速度要限制在應力允許的范圍之內。

鋼中的應力只是在一定溫度范圍內才是危險的。多數鋼在550°C一下處于彈性狀態(tài)，塑性比較低。這時(shí)如果加熱速度太快，溫度應力超過(guò)了鋼的強度極限，就會(huì )出現裂紋。溫度超過(guò)了這個(gè)溫度范圍，鋼就進(jìn)入了塑性狀態(tài)，對低碳鋼可能更低的溫度就進(jìn)入塑性范圍。這時(shí)即使產(chǎn)生較大的溫度差，由于塑性變形而使應力消失，也不致造成裂紋或折斷。因此，溫度應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(shí)內外溫度差所造成的熱應力之外，澆鑄的鋼錠在冷凝過(guò)程中，由于表面冷卻得快，中心冷卻得慢，也要產(chǎn)生應力，稱(chēng)為殘余應力。其次，金屬的相變常常伴有體積的變化，如鋼在淬火時(shí)，奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，體積膨脹，也會(huì )造成不同部位間的內應力，稱(chēng)為組織應力。這些內應力如果很大，也會(huì )使金屬產(chǎn)生裂紋或斷裂。實(shí)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(guò)程中產(chǎn)生了殘余應力，而后加熱時(shí)又產(chǎn)生了溫度應力，這種溫度應力的方向與殘余應力的方向一致，增大了鋼錠的內應力，增加了應力的危險性。所以不能了籠統地認為軋制時(shí)出現的裂紋缺陷都是由于加熱過(guò)程溫度應力所造成的。對大多數鋼種來(lái)說(shuō)，打破了過(guò)去單純依照彈性變形理論來(lái)計算允許溫度應力的約束，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(guò)實(shí)驗確定適當的加熱速度。因為這類(lèi)鋼種的導熱性比較差，而導熱系數是隨碳和金元素含量的增加而下降的，同時(shí)這類(lèi)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(jìn)行快速加熱時(shí)，更可能產(chǎn)生危險的后果。

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