Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Плавка и розлив металлов -> Основы процессов термической обработки -> Основы процессов термической обработки

Основы процессов термической обработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  ...  23  24  25  ...  45  46  47 

где Тка — начальная температура тела;

Ткe — конечная температура тела при условии, что Тке < Ти.

Определенный таким образом коэффициент теплопередачи может быть использован в первом приближении для расчетов теплопередачи при термической обработке. Комплексный коэффициент теплопередачи зависит от многих факторов, поэтому при расчетах процессов термической обработки он может быть определен только приближенно как среднее значение в большом интервале температур. С другой стороны, чтобы предотвратить образование трещин и коробления (см. раздел 1.3), можно, регулируя соотношение составляющих конвекции и теплового излучения в теплопередаче, с учетом свойств материала, формы и размеров заготовок, метода термообработки и конструкции установок приближенно выполнить требование, состоящее в том, что при нагреве и охлаждении тел нельзя превышать определенные значения остаточных (внутренних) напряжений. При традиционных методах охлаждения выбором соответствующих теплоносителей и путем использования различных модификаций этих методов (электрические поля, ультразвук, механическая энергия) можно влиять на температурное поле в теле. Для этого следует управлять разницей температур между телом и окружающей

средой. Изменение коэффициента теплопередачи при закалке в различных охлаждающих средах схематически показано на рис. 1.4.

1.1.4. Теплопроводность в твердых телах

Согласно уравнению теплопроводности (1.8), движущей силой теплового потока в проводниках тепла является градиент температуры. Это относится как к стационарному, так и к нестационарному температурному полю. Коэффициент теплопроводности, являющийся коэффициентом пропорциональности, учитывает, что при одинаковых градиентах температуры плотность теплового потока в различных проводниках тепла (рис. 1.5) существенно различна. Это различие зависит от того, хорошо или плохо проводит тепло проводник. Поэтому теплопроводность представляет собой характеристическое свойство, на которое влияет род и структура проводника тепла. Приведенные на рис. 1.6 коэффициенты теплопроводности различных веществ показывают, что все материалы, известные как хорошие проводники электричества (металлы), хорошо, а некоторые очень хорошо проводят тепло. В то же время именно все электроизоляторы, несмотря на то что они не являются теплоизоляторами, плохо проводят тепло. Ответственными за эти явления являются квазисвободные электроны, характеризующие металлическое состояние. Поскольку свободные электроны являются не только источниками электрического заряда, но и носителями тепловой энергии, они вносят свой вклад в тепловой поток. Эта доля теплового потока называется электронным тепловым потоком je, а соответствующий коэффициент пропорциональности — коэффициентом электронной теплопроводности

je — —К grad Т. (1.21)

Тот факт, что электроизоляторы являются

плохими теплопроводниками, но никогда не являются теплоизоляторами, указывает на существование в твердых телах второго вида теплопередачи, в основе которого лежит взаимодействие атомов (ионов), составляющих кристаллическую решетку. Переход тепловой энергии в направлении градиента температуры через колеблющиеся атомы (ионы) решетки представляет собой решеточный тепловой поток jg, величина которого при определенном градиенте температуры определяется решеточной теплопроводностью:

jg = -яgradТ. (1.22)

В предположении, что оба вида теплопередачи в металлах происходят одновременно и при известном допущении не зависят друг от друга, выражение для общего теплового потока может быть представлено в виде

j= je + jg = - (яg + яg) grad Т. (1.23)

а общая теплопроводность металлов

я = яе + яg (1.24)

В отличие от этого в электроизоляторах передача тепла происходит исключительно за счет решеточной теплопроводности.

В чистых металлах электронная теплопроводность значительно больше, чем решеточная, в то время как в сплавах доля решеточной теплопроводности может составлять более 50% общей теплопроводности. Закон Видемана—Франца—Лоренца, согласно которому отношение теплопроводности к электропроводности к для всех металлов почти постоянно и пропорционально абсолютной температуре, справедлив только для доли тепловой энергии, передаваемой с помощью электронов:

jе/н= LT, (1.25)

где L — коэффициент Лоренца.

В этом уравнении электронная теплопроводность для чистых металлов при температурах выше комнатной может быть заменена общей теплопроводностью, поскольку в этом случае отношение яgе очень мало.

1.1.4.1. Механизмы теплопроводности в металлах

Очевидно, если в металле тепловая энергия передается электронами и колебаниями атомов (ионов) кристаллической решетки, электронная и решеточная теплопроводность зависят от числа и подвижности квазисвободных электронов, от рода колеблющихся атомов решетки и от силы взаимодействия между ними. Таким образом, теплопроводность металлов зависит от их реальной структуры.

Электронная теплопроводность

Подобно электропроводности электронная теплопроводность ограничена процессами рассеяния электронов проводимости. По аналогии с правилом Маттиссена для электронной составляющей теплового сопротивления We = яе-1 также различают два вида процесса рассеяния: а) рассеяние электронов в связи с тепловыми колебаниями решетки; б) рассеяния электронов на статических дефектах решетки.

Электронная составляющая теплового сопротивления, следовательно, складывается из зависящего от температуры идеального сопротивления Wei теплоносителя без дефектов кристаллической решетки и добавочного сопротивления Wez, которое определяется рассеянием электронов на статических дефектах решетки:

We = Wei + Wez. (1.26)

В отличие от не зависящего от температуры остаточного электросопротивления величина Wez = рz/LT обратно пропорциональна температуре и становится мало температурочувствительной только при повышенных температурах. Тогда влияние дефектов решетки на температурную зависимость электронной теплопроводности определяется через остаточное электрическое сопротивление в соответствии с зависимостью

Электронная теплопроводность падает с увеличением содержания растворенных примесных атомов и увеличением числа дефектов решетки, а с ростом добавочного сопротивления становится менее зависимой от температуры.

Решеточная теплопроводность

Параметры, влияющие на решеточную теплопроводность металлов, могут быть наглядно проанализированы с помощью фононограммы. Исходным моментом для этого является двойственность, которая лежит в основе света и материи, а также носителей тепловых свойств твердых тел. Это означает, что соответствующие теплосодержанию тепловые колебания могут рассматриваться как волны и как частицы (фононы).

С помощью такого представления решеточный поток тепла может рассматриваться как поток фононов, длина свободного пробега которых определяется процессами взаимодействия с препятствиями. Поскольку длина пробега фононов при высокой температуре уменьшается из-за дефектов строения кристаллической решетки и колебания ее элементов, решеточная теплопроводность зависит от реальной структуры проводника тепла и его температуры. Более того, в чистых металлах электроны проводимости являются препятствиями для фононов. Поэтому в чистых

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  ...  23  24  25  ...  45  46  47 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2010.11.07   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

09:55 Изготовим питатель пластинчатый, дробилки, мельницы и запчасти к ним

09:02 Проволока титановая ВТ20-1

09:02 Проволока Х20Н80

09:02 Проволока латунная Л63

09:02 Проволока титановая ВТ20-1

09:02 Проволока латунная Л63

09:02 Проволока Х20Н80

08:50 Лист 4мм, ГОСТ 19903

08:50 Арматура а3, арматура 16

08:50 Круг 30ХГСА, продажа из наличия со склада

НОВОСТИ

15 Августа 2017 17:10
Магнитные поля на экране из феррожидкости с подсветкой

16 Августа 2017 17:55
Китайский выпуск алюминия в июле упал на 8,2%

16 Августа 2017 16:07
”Белэнергомаш-БЗЭМ” поставит паровые котлы для ТЭЦ АО ”Уральская сталь” (”Металлоинвест”)

16 Августа 2017 15:11
Тайваньский экспорт шовных труб в июле вырос на 57%

16 Августа 2017 14:03
”Силовые машины” изготовят энергооборудование для АЭС ”Руппур” в Бангладеше

16 Августа 2017 13:31
Японские портовые запасы алюминия в июле 2017 года выросли на 3%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Сварная балка как аналог обычной горячекатаной

Объемные буквы и световые короба как распространенные виды наружной рекламы

Как проводятся такелажные работы при перевозке станков

Высококачественная мебель на заказ

Грамотный подход к выбору материалов и технологии изготовления межкомнатных дверей

Выбор практичных и сочетающихся с интерьером межкомнатных дверей

Особенности выбора кондиционеров

Приборы учета электроэнергии

Остекление коттеджей, нюансы и особенности

Кровли из металлочерепицы и профнастила, сравнение характеристик

Рейтинг производителей теплых полов

Гидроабразивная резка металла и её отличия от плазменной/лазерной резки

Керамическая плитка для отделки и строительных работ

Гидравлические прессы - применение в промышленности

Взвешенный подход к приобретению компрессорного оборудования

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.