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鍛件在加熱和冷卻過程中，將發(fā)生熱脹冷縮的體積變化以及因相變時新舊兩相比體積差異而發(fā)生的體積變化。由于熱傳導過程、鍛件的表面比心部先加熱或先冷卻，在截面上外部分之間存在溫差，導致鍛件表面和心部的體積變化不能同時發(fā)生。各部分體積變化的相互牽制就會產生內應力。

鍛件在加熱或冷卻時，由于表面和心部存在的溫差導致熱脹冷縮的不一致所引起的內應力稱為熱應力。熱應力是熱處理過程普遍存在的一種內應力。

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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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山西鍛件廠的余熱利用有什么意義？

鍛造行業(yè)是能源消耗大戶，而鍛件熱處理能耗約占整個鍛件生產總能耗30%~35%(其數(shù)量和鍛件的鍛造余熱利用及非調質鋼應用多少有關），我國每噸模鍛件能耗約為0.8t~1t標煤， 與國外工業(yè)發(fā)達國家相比，存在很大差距，降低能耗不僅可以降低鍛件生產成本，提高企業(yè)經濟效益，鍛件能耗約占鍛件成本8%~12%(這和能源價格有關），而且能源問題又是關系到一個國家能否可持續(xù)發(fā)展的重要問題，甚至是關系到人類生存的性重大問題。

熱處理是一種能源消耗巨大的工藝過程，因此也存在著巨大節(jié)能潛力。還有二廢（廢氣、廢水、廢渣）排放，污染環(huán)境，所以對鍛件熱處理工藝、工藝材料和熱處理設備的改進，都是鍛造企業(yè)節(jié)能減排的重要途徑。

充分利用鍛件的鍛造余熱進行熱處理，不僅在節(jié)能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優(yōu)勢，而且又減少三廢排放，既節(jié)能又環(huán)保。我國2007年鍛件總產里約為410萬t,其中模鍛件產里為293萬t(汽車模鍛件占65%左右），意義重大。

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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(shù)據(jù)是統(tǒng)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(shù)據(jù)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(wǎng)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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