鋼的加熱速度一般是指鋼件在加熱時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)其表面溫度升高的度數(shù)，單位為℃/h。有時(shí)也用加熱單位厚度鋼坯所需的時(shí)間（min/cm）；或單位時(shí)間內(nèi)加熱鋼坯的厚度（cm/min）來(lái)表示。鋼的加熱速度和加熱溫度是同樣重要的。在操作中常常由于加熱速度的控制不當(dāng)，造成鋼件的內(nèi)外溫差過(guò)大，鋼的內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，從而使鋼出現(xiàn)裂紋或斷裂。加熱速度愈大，爐子的單位生產(chǎn)率愈高，鋼坯的氧化、脫碳愈少，單位燃料消耗量也愈低。所以快速加熱是提高爐子各項(xiàng)指標(biāo)的重要措施。但是，提高加熱速度受到一些因素的限制，對(duì)厚料來(lái)說(shuō)，不僅受爐子給熱能力的限制，而且還受到工藝上鋼坯本身所允許的加熱速度的限制，這種限制可歸納為在加熱初期斷面上溫差的限制，在加熱末期斷面上燒透程度的限制和因爐溫過(guò)高造成加熱缺陷的限制。下面分述它們對(duì)加熱速度的影響：

A 在加熱初期，鋼坯表面與中心產(chǎn)生溫度差。表面的溫度高，熱膨脹較大，中心的溫度低，熱膨脹較小。而表面與中心是一塊不可分割的金屬整體，所以膨脹較小的中心部分將限制表面的膨脹，使鋼坯表面部分受到壓應(yīng)力；同時(shí)，膨脹較大的表面部分將強(qiáng)迫中心部分和它一起膨脹，使中心受到拉應(yīng)力。這種應(yīng)力叫做“溫度應(yīng)力”或“熱應(yīng)力”。顯然，從斷面上的應(yīng)力分布來(lái)看，表面與中心處的溫度應(yīng)力都是最大的，而在表面與中心之間的某層金屬則既不受到壓應(yīng)力也不受到拉應(yīng)力?？梢宰C明，鋼坯加熱時(shí)的溫度應(yīng)力曲線(xiàn)與溫度曲線(xiàn)一樣，也是呈拋物線(xiàn)分布。

加熱速度愈大，內(nèi)外溫差愈大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也愈大。當(dāng)溫度應(yīng)力在鋼的彈性極限以?xún)?nèi)時(shí)，對(duì)鋼的質(zhì)量沒(méi)有影響，因?yàn)殡S著溫度差的減小和消除，應(yīng)力會(huì)自然消失。當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)鋼的彈性極限時(shí)，則鋼坯將發(fā)生塑性變形，在溫度差消除后所產(chǎn)生的應(yīng)力將不能完全消失，即生成所謂殘存應(yīng)力。如果溫度應(yīng)力再大，超過(guò)了鋼的強(qiáng)度極限時(shí)，則在加熱過(guò)程中就會(huì)破裂。這時(shí)溫度應(yīng)力對(duì)于鋼坯中心的危害性更大，因?yàn)橹行氖艿氖抢瓚?yīng)力，一般鋼的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度，所以中心的溫度應(yīng)力易造成內(nèi)裂。

如果鋼的塑性很好，即使在加熱過(guò)程中形成很大的內(nèi)外溫差，也只能引起塑性變形，以任意速度加熱，都不會(huì)因溫度應(yīng)力而引起鋼坯斷裂。如果鋼的導(dǎo)熱性好（或?qū)嵯禂?shù)高），則在加熱過(guò)程中形成的內(nèi)外溫差就?。ㄒ颚=qS/2λ），因而加熱時(shí)溫度應(yīng)力所引起的塑性變形或斷裂的可能性較小。低碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)大，高碳鋼和合金鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小，因而高碳鋼和合金鋼在加熱時(shí)容易形成較大的內(nèi)外溫差，而且這些鋼在低溫時(shí)塑性差、硬而脆，所以它們?cè)趧側(cè)霠t加熱時(shí)，容易發(fā)生因溫度應(yīng)力而引起的斷裂。

如果被加熱坯料的斷面尺寸較小，則加熱時(shí)形成的內(nèi)外溫差也較?。粩嗝娉叽绱蟮匿撆?，因加熱時(shí)形成較大的內(nèi)外溫差，容易因溫度應(yīng)力而導(dǎo)致鋼坯變形或斷裂。

根據(jù)上述分析，可概括下列結(jié)論：

（1）在加熱初期，限制加熱速度的實(shí)質(zhì)是減少溫度應(yīng)力。加熱速度愈快，表面與中心的溫度差愈大，溫度應(yīng)力愈大，這種應(yīng)力可能超過(guò)鋼的強(qiáng)度極限，而造成鋼坯的破裂。

（2）對(duì)于塑性好的金屬，溫度應(yīng)力只能引起塑性變形，危害不大。因此，對(duì)于軟鋼溫度在500~600℃以上時(shí)可以不考慮溫度應(yīng)力的影響。

（3）允許的加熱速度還與金屬的物理性質(zhì)（特別是導(dǎo)熱性）、幾何形狀和尺寸有關(guān)，因此，對(duì)大的高碳鋼和合金鋼加熱要特別小心，而對(duì)薄材則可以任意速度加熱而不致發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)。

B 在加熱末期，鋼坯斷面同樣具有溫度差。加熱速度愈大，則形成的內(nèi)外溫度差愈大。這種溫度差愈大，可能超過(guò)所要求的燒透程度，而造成壓力加工上的困難。因此，所要求的燒透程度往往限制了鋼坯加熱末期的加熱速度。

但是，實(shí)際和理論都說(shuō)明，為了保證所要求的最終溫度差而降低整個(gè)加熱過(guò)程的加熱速度是不合算的。因此，往往是在比較快的速度加熱以后，為了減少這一溫差而降低它的加熱速度或執(zhí)行均熱，以求得內(nèi)外溫度均勻。這個(gè)過(guò)程叫做“均熱過(guò)程”。

C 鋼坯表面的溫度是和爐溫相聯(lián)系的。爐溫過(guò)高給準(zhǔn)確地控制鋼坯表面溫度帶來(lái)困難。特別是當(dāng)發(fā)生待軋時(shí)，將因爐溫過(guò)高而造成嚴(yán)重氧化、脫碳、粘鋼、過(guò)燒等。這在連續(xù)加熱爐上常是限制快速加熱的主要因素。

上述的兩個(gè)溫度差（加熱初期為避免裂紋和斷裂所允許的內(nèi)外溫差和加熱末期因燒透程度的要求內(nèi)外溫差）都對(duì)加熱速度有所限制，以及準(zhǔn)確地控制鋼坯達(dá)到所要求的加熱溫度所需要的加熱時(shí)間，這三個(gè)要素構(gòu)成了制定加熱制度的主要基礎(chǔ)。

一般低碳鋼大都可以進(jìn)行快速加熱而不會(huì)給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)什么影響。但是，加熱高碳鋼和合金鋼時(shí)，其加熱速度就要受到一些限制，高碳鋼和合金鋼坯在500~600℃以下時(shí)易產(chǎn)生裂紋，所以加熱速度的限制是很重要的。