4. Расчет времени нагрева заготовки в камерной печи

4.1. Выбор температурного режима ковки:

4.1.1. Температура начала ковки и конца ковки (tн.К., tк.К.).

Ниже приведены некоторые марки сталей и соответствующие им t_н.к., t_к.к.. [3]

Марка стали	tн.к., 0С	tк.к., 0С	Марка стали	tн.к., 0С	tк.к., 0С
Сталь 08кп	1250	800	Сталь 30Х	1250	800
Сталь 08	1250	800	Сталь 40ХН	1250	830
Сталь 20	1280	750	Сталь 15ХМ	1260	750
Сталь 15	1300	700	Сталь 40Х	1250	800
Сталь У8	1180	800	Сталь 30Х13	1250	850
Сталь У12	1160	800	Сталь 20Х13	1250	850
Сталь 20ХН3	1250	860	Сталь 10кп	1300	700
Сталь 20ХМ	1220	800	Сталь 35	1280	750
Сталь Х6М	1170	850	Сталь 3Х13	1230	850
Сталь 30	1280	750	Сталь 30ХН3	1220	800
Сталь 30ХГС	1240	800	Сталь 15кп	1300	700

4.1.2. Температура рабочего пространства печи:

t_п= t_н.к.+(50…100)^оС

Примечание: если есть возможность то к t_нк прибавьте такое число из промежутка 50…100^оС чтобы получилось 1200, 1300, или 1400^оС, в дальнейшем это может облегчить расчет.

4.1.3. Температура конца нагрева:

t_к.н.= t_н.к.+(0…50)^оС

Примечание: если есть возможность то к t_нк прибавьте такое число из промежутка 0…50^оС чтобы получилось 1100, 1150, 1200 или 1250^оС, в дальнейшем это можешь облегчить расчет.

4.1.4. Температура начала нагрева t_м.н:

Так как мы будем использовать заготовки взятые со склада при комнатной температуре то принимаем t_м.н.=20 ⁰С

4.2 Критерий Био: ,

где λ - коэффициент теплопроводности материала заготовки при температуре заготовки t=500 ⁰С,

S – толщина нагрева заготовки [м], в случае цилиндрической заготовки S=R, при двухстороннем нагреве; - суммарный коэффициент теплопередачи учитывающий лучистый и конвективный теплообмен при t_м=500 ⁰С , т.к. до этой температуры наибольшая вероятность появления термических трещин.

,

где - приведенный коэффициент лучеиспускания между продуктами горения внутренней поверхностью стены и поверхностью металла;

=3,5 – для газообразного топлива (приближённо);

=3 – для жидкого топлива (приближённо).

t_Г=t_п ⁰С – температура газов печи (см. п.4.1.2. );

t_м=500 ⁰С – температура металла.

, - температуры в кельвинах (⁰С+273)

В таблице приведены теплопроводности λ некоторых сталей при 500 ⁰С. [4]

Марка стали	λ, Вт/(м2К)	Марка стали	λ, Вт/(м2К)
Сталь 08кп	41,1	Сталь 30Х	36,5
Сталь 08	40,2	Сталь 40ХН	37,3
Сталь 20	39,3	Сталь 15ХМ	36,1
Сталь 15	43,2	Сталь 40Х	33,2
Сталь У8	35,2	Сталь 30Х13	27,2
Сталь У12	34,7	Сталь 20Х13	27,2
Сталь 20ХН3	36,5	Сталь 10кп	40,1
Сталь 20ХМ	36,1	Сталь 35	41,2
Сталь Х6М	33,5	Сталь 3Х13	27,2
Сталь 30	39,3	Сталь 30ХН3	33,5
Сталь 30ХГС	36,1	Сталь 15кп	43,2