Операции термической обработки деталей является важнейшим этапом технологического процесса, включающим изменение структурно-чувствительных свойств деталей под действием различных температурно-временных режимов. Основные режимы термической обработки деталей - это температура и время, которые изменяются при заданном законе температуры печи. При этом имеется ряд дополнительных характеристик, определяющих структурное состояние нагреваемого объекта. Например, максимальная температура, до которой нагревается объект; время выдержки объекта при одной или нескольких температурах, скорости нагрева объекта и скорости его охлаждения. Основной целью термической обработки деталей является получение необходимой структуры и свойств материала.
При термической обработке под действием температур происходят не только структурные превращения, но изменяются деформационные характеристики детали. В результате этого в детали возникают внутренние трещины, образование которых связано с тепловой энергией, затрачиваемой на нагрев, приводящий к неоднородному распределению температуры в различных точках объема детали.

В результате этого в разных элементах объекта возникает температурный перепад (градиент температуры), который является причиной термических напряжений. Неоднородность температурного поля приводит к различному расширению и сжатию отдельных элементов объема детали. Следует отметить, что внутренние напряжения могут усугубляться неоднородностями химического состава, вследствие чего в разных точках объекта, находящегося в печи, возникают дополнительные температурные градиенты.
  Проблемам управления процессами термической обработки деталей посвящено большое количество работ. При этом ключевым вопросом является оптимизация выбора температурных режимов с учетом конкретного материала и конкретной конфигурацией детали. В классической теории нагрева различают нагрев тонких и массивных тел, используя при этом критерий Био, являющийся отношением количества тепла, полученного поверхностью объекта, и количеством тепла, отведенного внутрь. При больших значениях критерия Био процесс теплопередачи на поверхность от среды происходит интенсивнее, чем отвод тепла внутрь объекта. При этом возникают большие градиенты между температурами поверхности и температурами внутренних точек объекта. При малых значениях критерия Био температурный градиент уменьшается, а значит, уменьшаются температурные напряжения  в процессе термической обработки.

Нет комментариев »

No comments yet.

RSS feed for comments on this post.

Leave a comment