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鍛造鍛件時熱傳遞的基礎知識

一、傳導傳熱 

熱量直接由物體的一部分傳至另一部分，或由一物體直接傳至與其接觸的另一物體，而物體的質點沒有移動（指宏觀的物質移動）的傳熱現象，稱為傳導傳熱。例如，熱處理爐中的熱量由爐墻內表面直接通過爐墻傳至爐墻外表面；工件在爐底板上加熱，爐底板的熱量直接傳給工件而將工件加熱。在這種傳熱方式中，爐墻、爐底板和工件的質點并沒有移動，僅熱量發(fā)生了轉移，成于傳導傳熱。 傳導傳熱方式在固體、液體和氣體中都存在，尤其在固體中明顯,而流體(液體或氣體）的傳導能力一般較弱，有的常忽略不計。

二、對流傳熱

流體中不同部分的相對位移，使不同部分的質點相互混合，或者流體質點與固體表面碰撞而進行的熱交換現象，稱為對流傳熱。對流傳熱只有在流體運動時才能發(fā)生。鹽浴爐中利用電磁力使熔融鹽液與工件相對流動、在回火爐中熱風循環(huán)流經鍛件表面時的傳熱過程都是對流傳熱。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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鍛造鍛件時熱傳遞的基礎知識

輻射傳熱

由鍛件表面直接向外界發(fā)射可見的和不可見的射線，在空間傳遞熱能的現象稱為輻射傳熱。輻射傳熱與傳導傳熱、對流傳熱是有本質區(qū)別的，它在傳遞熱能的過程中，不需要相互接觸，也無需質點的移動，是一種非接觸傳遞熱能的方式，即使在真空中，輻射傳熱也照常能進行。太陽通過茫茫宇宙空間向地球傳遞熱量，我們能感覺到燒紅工件所發(fā)出的熱量，都是輻射傳熱的典型實例。輻射傳熱的另一特點是在能量傳遞的過程中，伴隨著能量形式的變化。

例如，太陽內部熱核反應產生巨大的熱能，部分熱能轉變成輻射能，以電磁波的形式向外發(fā)射，而地球吸收部分輻射能以后，又轉化成熱能。

任何物體都不斷地向四周著輻射能，同時它們也吸收、反射別的物體投來的輻射能。兩個物體之間的相互輻射，必然引起熱量從溫度較高的物體向溫度較低的物體轉移。輻射傳熱在中、高溫熱處理爐的熱交換中起主要作用。

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山西鍛件廠的余熱利用有什么意義？

機械零件大量采用碳素結構鋼和低合金結構鋼，其鍛件被常用的熱處理工藝為正火、等溫正火、退火和調質。

調質能耗：采用連續(xù)式電阻爐，淬火溫度840℃~860℃,每kg鍛件實際耗電約為0.6kWh.采用連續(xù)式電阻同火爐，回火溫度550℃~650℃,每kg鍛件實際耗電約0.4kWh。

正火能耗：采用連續(xù)式電阻爐，正火溫度930℃~960℃，每kg鍛件實際耗電為0.5kWh。

等溫正火能耗：采用連續(xù)式電阻等溫正火爐，加熱溫度為920℃~940℃，快速冷卻，等溫溫度600℃~650℃,每kg鍛件實際能耗約為0.8kWh。 

以上數據是統計連續(xù)式電阻爐全年的實際平均值，例如實際測量連續(xù)式鑄鏈電阻淬火爐24h生產的單位電耗約0.5kWh/kg,但是，由于在全年生產過程中，故障停爐等各種原因反復升溫，其每千克鍛件實際耗電為0.6kWh。

以上數據僅供參考，因為鍛件熱處理能耗大小由爐型、裝載方式、鋼種和生產方式決定，其中周期加熱爐比連續(xù)加熱爐能耗大，例如連續(xù)式網帶電阻爐或連續(xù)式鑄鏈電阻爐能耗損失較小，而臺車式電阻爐能耗損失就較大。

由以上分析可知，鍛件在熱處理過程中要消耗很多能源，因此國外工業(yè)發(fā)達國家均高度重視鍛件的余熱利用，大量采用鍛件余熱熱處理工藝，國內使用也較多，但尚不普及。

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