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)厚料來說，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)力曲線與溫度曲線一樣，也是呈拋物線分布。

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內(nèi)時(shí)，對(duì)鋼的質(zhì)量沒有影響，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，超過了鋼的強(qiáng)度極限時(shí)，則在加熱過程中就會(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??；斷面尺寸大的鋼坯，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)際和理論都說明，為了保證所要求的最終溫度差而降低整個(gè)加熱過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)過程叫做“均熱過程”。

C 鋼坯表面的溫度是和爐溫相聯(lián)系的。爐溫過高給準(zhǔn)確地控制鋼坯表面溫度帶來困難。特別是當(dāng)發(fā)生待軋時(shí)，將因爐溫過高而造成嚴(yán)重氧化、脫碳、粘鋼、過燒等。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。