Как определить время нагрева детали в печи?
(Страница 2)
Время tв зависит от скорости фазовых превращений, которая определяется степенью перенагрева выше критической точки. При практических расчетах величина tв=1 мин. – для углеродистых сталей, а для легированных сталей tв=2 мин, так как карбиды медленнее переходят в твердый раствор. Время нагрева детали до заданной температуры tн определяется по следующей формуле:
где D1 – размерная характеристика изделия, то есть минимальный размер максимального поперечного сечения изделия (мм), Kср – коэффициент среды (при нагреве в газовой среде Kср=2, в расплавах солей Kср=1, в расплавах металлов Kср=0,5), Кф – коэффициент формы изделия (для шара Кф=1, для цилиндра Кф=2, для параллелепипеда Кф=2,5, для пластины Кф=4, для длинных труб или труб с закрытыми концами Кф=4, для коротких труб или цилиндров Кф=2), Kн – коэффициент равномерности нагрева (выбирается из таблицы (см. рис.1)). Определим время нагрева детали по данному способу на конкретном примере. Пример: необходимо определить время нагрева детали в электропечи. Деталь изображена на рисунке 2. Деталь изготовлена из материала – сталь 40Х. При нагреве детали лежат на расстоянии 0,5d друг от друга.
Так как изготовлена из легированной стали (Сталь 40Х), то принимаем время tв=2 мин. Рассчитываем время нагрева детали до заданной температуры:
где D1=40мм – минимальный размер максимального сечения детали (40х50), Кф=2,5 (деталь упрощенно имеет форму параллелепипеда), Kср=2 (нагреваемая среда в электропечи газовая (воздух)), Kн=2,2 (детали при нагреве лежат на расстоянии 0,5d друг от друга). Определяем общее время нагрева детали:
Третий способ. Следующий способ определения времени нагрева детали в печи предложен Е.А.Смольниковым. Данный способ расчета считается очень трудоемким и точным. Поэтому расчет времени нагрева детали способом Смольникова можно выполнить с помощью специальной бесплатной программы, которую легко скачать, перейдя по ссылке.
Время нагрева рассчитывается по следующей формуле:
где K – суммарный физический фактор нагрева (мин/см3), зависящий от марки стали, среды и температуры нагрева, W – геометрический показатель нагреваемой детали в печи (см).
Геометрический показатель W находим следующим образом:
где V – объём тела (см3), F – площадь поверхности тела (см2). Для упрощения расчета показателя W форма тела нагреваемой детали приравнивается к подобной геометрической фигуре. На рисунке 3 показаны формулы расчета показателя W некоторых геометрических фигур.