?真空熱處理以輻射加熱為主，其特點(diǎn)是爐膛升溫速度比工件升溫速度快得多。一方面由于爐膛的隔熱材料大多采用石墨氈和陶瓷纖維，這類材料的熱容量小，保溫性能好，因此，爐膛的熱慣性小，升溫速度快。
另一方面，由于爐內(nèi)氣體極為稀薄，加熱元件對(duì)工件的傳熱方式以輻射傳熱為主，對(duì)流傳熱作用極其微弱，所以，工件的升溫速度很慢。故存在加熱滯后時(shí)間的問(wèn)題。

真空熱處理加熱保溫時(shí)間實(shí)際上是由以下兩部分組成的，一是工件透燒時(shí)間(即溫度均勻化時(shí)間，也就是我們所討論的加熱滯后時(shí)間；，二是組織轉(zhuǎn)變的時(shí)間。任何方式的熱處理加熱保溫時(shí)間實(shí)際上均是由這兩部分構(gòu)成的，只不過(guò)由于真空熱處理的加熱方式很特殊，所以使第一部分(即加熱滯后時(shí)間)成為比較突出的問(wèn)題。  

2影響加熱滯后時(shí)間的主要因素  

影響工件在真空爐中加熱滯后時(shí)間的因素有工件的材料、尺寸、形狀和表面光亮度，以及加熱溫度與加熱方式、裝爐量與裝爐方式等。本試驗(yàn)是在WZC-30G真空爐上進(jìn)行的。  

2.1加熱溫度的影響  

40CrMnSiMoVA超高強(qiáng)度鋼在加熱溫度分別為920℃、900℃、870℃，試樣尺寸為φ50mm×150mm，僅裝1件試樣，且跟蹤熱電偶插在試樣心部的試驗(yàn)條件下，采用的加熱曲線示于圖1。由于加熱元件的輻射能量與其絕對(duì)溫度的四次方成正比，因此，溫度越高，輻射效率越高，工件的加熱滯后時(shí)間也就越短，工件的升溫速度也就越快。  

2.2加熱方式的影響  

40CrMnSiMoVA超高強(qiáng)度鋼在加熱溫度為920℃，試樣尺寸為φ35mm×105mm，分裝兩層，如圖2所示，且上、下兩層4號(hào)試樣的上部與外表面分別固定一支跟蹤熱電偶。每層7件，共重10kg的試驗(yàn)條件下，彩不同加熱方式獲得的加熱曲線  

1.爐溫2.下層外部試樣溫度3.上層外部試樣溫度  

4.下層心部試樣溫度5.上層心部試樣溫度  

無(wú)論預(yù)熱或不承熱，試樣的升溫速率均滯后于爐膛的升溫速率；中心試樣的升溫速率滯后于外部試樣的升溫速率。采取預(yù)熱方式，可減少工件截面上的溫差以及工件與爐膛之間的溫差，在其后的升溫過(guò)程中，使工件的溫度很快接近爐溫，有利于減少熱應(yīng)力和變形。  

根據(jù)真空加熱的特點(diǎn)，導(dǎo)熱性差的不銹鋼、高溫合金等材料和含碳量高于0.4%的結(jié)構(gòu)鋼、工模具鋼等，截面厚度變化大或者有尖角及形狀復(fù)雜的工件，硬度＞35HRC的工件，為減少變形與開裂的危險(xiǎn)，都應(yīng)采取預(yù)熱方式進(jìn)行加熱。加熱溫度低的，可采取650～700℃預(yù)熱一次；加熱溫度高的可采取650～700℃和850～900℃二次預(yù)熱。預(yù)熱時(shí)間應(yīng)保證工件有效截面達(dá)到加熱溫度，一般取保溫時(shí)間的0.5～1倍，或者通過(guò)實(shí)測(cè)來(lái)決定。  

2.3尺寸的影響  

40CrMnSiMoVA鋼不同尺寸試樣的單件加熱曲線(加熱溫度為920℃)示于圖6。圖6表明：直徑越大，加熱滯后時(shí)間就越長(zhǎng)。因此真空熱處理時(shí)，不同尺寸或形狀的工件不宜混裝在一起進(jìn)行加熱。需要混裝時(shí)，應(yīng)以有效厚度最大的工件到溫為準(zhǔn)，確定加熱時(shí)間。  

由于工件在真空中加熱的升溫速率比在箱式空氣爐中加熱慢，比在鹽浴爐中加熱更慢，因此，不能沿用空氣爐或鹽浴爐的加熱時(shí)間做為真空熱處理的加熱時(shí)間。只有在確定加熱滯后時(shí)間后，再加上常規(guī)的組織均勻化時(shí)間，才可最終確定真空熱處理的加熱時(shí)間。加熱滯后時(shí)間的確定辦法如下所述。  

3.1在工件上直接連接跟蹤熱電偶(實(shí)測(cè)法)  

這種辦法可以準(zhǔn)確地指示工件到溫時(shí)間，即可準(zhǔn)確地測(cè)定工件的加熱滯后時(shí)間。它適用于在室溫下裝出爐的單室真空爐中進(jìn)行的真空退火、真空回火和真空正壓氣淬等工藝。  

3.2實(shí)際測(cè)定特定條件下的加熱時(shí)間(模擬法)  

實(shí)際測(cè)定幾種具有代表性的工件厚度、加熱溫度、裝爐量與裝爐方式等的加熱曲線，測(cè)定出相應(yīng)的加熱滯后時(shí)間。以后在生產(chǎn)中，根據(jù)工件的材料、厚度、加熱溫度、裝爐方式與裝爐量等因素來(lái)選用條件最相近(就高不就低)的實(shí)測(cè)加熱曲線，確定加熱滯后時(shí)間。  

3.3將空氣爐的保溫時(shí)間延長(zhǎng)50%(經(jīng)驗(yàn)法)  

如果沒有實(shí)測(cè)的加熱曲線可供選用，那么，將空氣爐的保溫時(shí)間延長(zhǎng)50%，作為對(duì)工件的加熱滯后時(shí)間的補(bǔ)償。如果工件是在7.5×104Pa以上的充氣壓強(qiáng)下進(jìn)行加熱，則視同在空氣中進(jìn)行加熱，時(shí)間不需補(bǔ)償。  

4結(jié)論  

(1)影響工件在真空爐中加熱滯后時(shí)間的因素主要有加熱溫度、加熱方式、裝爐量及裝爐方式等。  

(2)真空熱處理加熱滯后時(shí)間的確定，可采用實(shí)測(cè)法、模擬法和經(jīng)驗(yàn)法。  

(3)只有準(zhǔn)確、合理地確定真空熱處理加熱滯后時(shí)間，才能保證真空熱處理的工件質(zhì)量滿足相關(guān)技術(shù)文件的要求，而且可以提高經(jīng)濟(jì)效益。