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  ...  7  8  9  ...  23  24  25  ...  45  46  47 

Из рис. 1.15 следует, что, согласно этому краевому условию, температура поверхности независимо от температурного поля внутри тела является строго определенной величиной.

Эти краевые условия справедливы для процессов нагрева (TR < ТU) и охлаждения (TR > ТU). Оба процесса различаются только направлением градиента температуры на поверхности тела и благодаря этому направлением теплового потока. Основываясь на тех или иных краевых условиях для заданного случая, температурное поле может быть вычислено путем решения уравнения температуропроводности.

а. Аналитический метод расчета

Принцип этого метода основан на расчете по уравнению, которое удовлетворяет уравнению температуропроводности и краевым условиям. Аналитический метод для условий строгого решения находит применение только в тех случаях, когда коэффициенты теплопроводности, температуропроводности, теплопередачи и теплоемкость проводника тепла принимаются постоянными, т. е. в том случае, когда эти величины не зависят от координат места и температуры. В этом случае исследуемый процесс может быть описан с помощью общего уравнения, в котором учтены размеры проводника тепла и его теплотехнические характеристики. Это уравнение позволяет при переходе к большим промежуткам времени производить расчет квазистационарного распределения температуры в теле. Для большого числа технически важных случаев такие решения приведены в монографиях Тауца, а также Карслава и Егера.

б. Численный метод

Для всех случаев расчета распределения температуры, когда аналитический метод расчета из-за высокой стоимости и сложности задачи применять нецелесообразно, может быть использован численный метод. Этот метод не дает, правда, общего решения, однако позволяет определить последовательные (шаг за шагом) изменения температурного поля в результате теплопроводности. Для этой цели общее дифференциальное уравнение температуропроводности заменяют частными дифференциальными уравнениями, которые позволяют получить численное решение путем ряда подстановок конечных разностей (например, разностный метод по Шмидту). При использовании ЭВМ расходы на вычисление даже для сложных условий вполне приемлемы.

1.1.6.2. Определение температурных полей с помощью аналогового метода

Часто теплотехнические проблемы настолько сложны, например при внутренних источниках тепла и (или) температурно зависимых свойствах материала, что решение этих проблем не представляется возможным ни с помощью аналитического, ни с помощью численного методов решения. В этих случаях, а также для уменьшения времени, требуемого для проведения экспериментов, часто проводят аналоговые исследования. Для всех аналоговых методов характерна необходимость в нахождении для уравнения температуропроводности технически реализуемого эквивалента. При этом техническое решение этого эквивалентного уравнения на основе результатов измерения может быть произведено аналоговым методом. Соответственно известным физическим процессам различают электро-, гидравлические или диффузионные аналоговые модели.

1.1.6.3. Экспериментальное определение температурных полей

При установлении времени для нагрева, выдержки и охлаждения в процессе термообработки различных изделий факторы, влияющие на эти параметры, настолько многообразны и сложны, что температурное поле в теле и его изменение не могут быть определены путем расчета, и решить эту задачу можно только с помощью прямого измерения. Выбор метода измерения зависит также от того, необходимо ли измерить температуру на поверхности или внутри материала. И в том, и в другом случае температура либо сохраняется в течение определенного времени во всех точках или больших областях поверхности или объема тела постоянной, либо быстро изменяется в объеме тела и во времени. В первом случае для измерения может быть использована большая часть тела и метод измерения с большим временем настройки. Во втором случае температура тела должна измеряться локально, в отдельных точках и за очень короткое время. Часто измерить температурное поле в самом подвергающемся термообработке теле невозможно — делается это только приближенно по результатам сравнения измерений на другом теле, но при условии, что окружающие условия поддерживаются сравнимыми и постоянными. Наряду с измерением температуры при термообработке необходимо также решить проблему регулирования температуры. Это нужно для того, чтобы установки для термообработки обеспечивали реализацию требуемых температурных режимов и воспроизводимость этих режимов в телах, подлежащих термообработке.

В зависимости от поставленных задач измерение температуры может производиться с помощью таких простых индикаторов температуры, как конусы Зегера и температурно чувствительные краски. При более жестких требованиях используются такие приборы, как термометры расширения, термопары, термометры сопротивления или оптические пирометры. С помощью этих приборов можно в той или иной степени обеспечить безынерционное измерение температуры в отдельных точках или участках тела на его поверхности или внутри. В настоящее время оптические пирометры претерпели существенную модернизацию: наряду с пирометрами суммарного излучения (радиационными), яркостными и цветовыми пирометрами применяются также приемники испускаемого телом инфракрасного излучения (фотоэлементы, фотопоглощающие материалы, электронно-оптические преобразователи изображения и инфракрасные телевизионные камеры), которые позволяют получать изображение темпа изменения температуры на экране.

1.1.6.4. Зависимость между температурными полями в твердых телах и условиями теплопередачи при термообработке

Из изложенного выше следует, что такие важные для практики термообработки параметры, как температура поверхности и сердцевины тела, величина градиента температуры и скорость изменения температуры тела и градиента температуры, обусловлены как формой и размерами, так и тепловыми характеристиками тела, подлежащего термообработке. Кроме того, эти параметры зависят от реальных условий теплопередачи, определяемых выбранными установками для термообработки. Качественное описание этих зависимостей представлено на рис. 1.16. Здесь рассматривается процесс нагрева большой пластины в случае, когда температура окружающей пластину среды внезапно повышается до ТU, а пластина в момент времени t = 0 имеет постоянную начальную температуру Тк = 0. Далее предполагается, что переход тепла от окружающей среды к пластине с обеих ее сторон одинаков. При охлаждении, когда ТU < Тк, происходят те же процессы, но в обратном порядке.

Таким образом, имеют место краевые условия третьего рода, при которых прямая, соединяющая точку, определяемую отношением

коэффициента теплопроводности к коэффициенту теплопередачи на уровне температуры окружающей среды, и точку, соответствующую температуре поверхности, представляет собой касательную к кривой температура — место (координаты точки) на поверхности тела. С увеличением времени температура на поверхности и внутри пластины возрастает. Подобно этому со временем и с изменением отношения Я/а изменяется градиент температуры в теле. Изменения температуры тела в местах ±х1 и х2, а также градиента температуры для различных отношений (я/а)х и (я/а)2, представлены на рис. 1.17. В результате уменьшения коэффициента теплопроводности материала и улучшения теплового контакта между телом и окружающей его средой (коэффициент теплопередачи увеличивается) накапливается тепло в областях, расположенных вблизи поверхности тела. Это происходит потому, что поступление тепла в этой зоне превышает отвод его за счет теплопроводности во внутреннюю часть тела.

Чем меньше становится отношение я/а, тем быстрее температура поверхности тела приближается к температуре окружающей его среды и в экстремальном случае, когда я/а = 0, при t = 0 температура поверхности тела мгновенно принимает температуру окружающей среды. Соответственно большими являются также временные изменения температуры в местах х1 и х2, а также величина и временные изменения градиента температуры. Для малого отношения я/а они также показаны на рис. 1.17. В обратном случае, когда подведенное количество тепла из-за лучшей теплопроводности материала и из-за ухудшения теплопередачи между окружающей средой и телом быстрее отводится от поверхности тела внутрь, чем поступает из окружающей среды, отношение я/а увеличивается и температура внутри тела возрастает относительно быстрее, чем температура поверхности. Для этого случая, согласно рис. 1.17, градиент температуры в любой момент времени тоже меньше.

Предельно допустимая величина градиента температуры в теле при термообработке зависит от свойств материала, а именно от его устойчивости против образования трещин под влиянием остаточных напряжений. Эта устойчивость определяется коэффициентом теплового расширения материала, который вместе с температурным градиентом ответствен за появление тепловых (термических) напряжений (см. раздел 1.3). Предельно допустимая величина остаточных термических напряжений, при которых еще не происходит образование трещин, определяется механическими свойствами материала. Поскольку при термообработке коэффициент теплопроводности материала рассматривается как неизменная величина, существуют две возможности с помощью правильного выбора технологического процесса избежать недопустимо больших градиентов температуры и благодаря этому предотвратить образование трещин. Градиент температуры в материале мал, когда мал коэффициент теплопередачи. Это имеет

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  7  8  9  ...  23  24  25  ...  45  46  47 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2010.11.21   

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

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

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

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

11:38 Услуги ООО ”РОСТМЕХ”: 3д фрезеровка алюминия и меди для РЭА

05:13 Круг г/к сталь пружинная 60С2ХФА

05:11 Круг г/к сталь пружинная 50ХФА

05:55 Лента нержавеющая 12Х18Н10Т

05:54 Лента нержавеющая AISI 430 (12Х17) монтажная

05:53 Лента нержавеющая AISI 430 монтажная

05:52 Лента нержавеющая AISI 201 (12Х15Г9НД) монтажная

05:51 Лента нержавеющая AISI 201 монтажная

05:48 Лента нержавеющая AISI304(08Х18Н10) монтажная

05:46 Лента нержавеющая AISI 304 монтажная

НОВОСТИ

13 Декабря 2017 17:07
Самодельная насадка на дрель для заточки сверл

8 Декабря 2017 11:54
Самодельные прицепы-самосвалы для легковых автомобилей (22 фото, 1 видео)

14 Декабря 2017 15:01
Иранский экспорт стали в марте-ноябре вырос на 27%

14 Декабря 2017 14:45
Эффективная господдержка позволит спецмашиностроению и в дальнейшем демонстрировать рост

14 Декабря 2017 13:20
Американские заводы за 10 месяцев увеличили отгрузку стали на 4,8%

14 Декабря 2017 12:15
ЗабЖД в январе-ноябре 2017 года увеличила погрузку на 2,4% за счет угля

14 Декабря 2017 11:38
Магаданские горняки добыли уже больше 31 тонны золота

НОВЫЕ СТАТЬИ

Марокканская и другие виды декоративных штукатурок в интерьере

Бытовки металлические и блок контейнеры - выбор для различных нужд

Выбор квартир - некоторые особенности

Офшорная компания - некоторые особенности и аспекты работы

Косилки для травы - виды и особенности

Характеристика материалов для производства мебели

Основные и дополнительные изыскания для строительства

Штукатурная станция – для чего применяют?

Конденсат на трубах холодной воды. Что делать в случае возникновения конденсата?

Способы поиска скрытых течей в подземных водопроводах

Сейфы уничтожающие содержимое AG Blackjack

Алюминиевые композитные панели

Комплексный интернет-маркетинг: концепция и основные аспекты

Стили современного ремонта и отделки квартир

Акриловые и другие ванны

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 изготовление металлоконструкций.

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.