预热电炉的主要功能在径向剪切轧制过程中是：将 Zr-1% Nb 合金棒材加热到精确的塑性加工温度，通常在 530 °C 左右。此加热过程，加上强制的均热期，可确保材料获得剧烈变形所需的均匀塑性。
电炉不仅仅是加热金属；它建立了转化合金内部结构所需的关键热力学环境。通过降低变形阻力，它使得径向剪切轧制过程能够在不使工件断裂的情况下，制造出高性能的超细晶粒材料。
实现最佳塑性
目标温度控制
为了使合金为径向剪切轧制做好准备，电炉必须达到并维持特定的设定点，例如530 °C。
选择此特定温度是为了最大限度地提高材料的延展性，同时不损害其完整性。
降低变形阻力
冷合金易碎且难以成型。
通过预热 Zr-1% Nb 棒材，电炉显著降低了变形材料所需的力。
这可以保护轧制设备免受过度磨损，并防止合金在轧制过程的剧烈应力下开裂。
促进微观结构演变
创造热力学条件
径向剪切轧制的最终目标通常是生产超细晶粒结构，这显著提高了金属的强度和延展性。
预热电炉为这种结构变化发生建立了必要的热力学基线。
没有这种精确的热状态，随后的机械搅拌（剪切）将无法有效地细化晶粒结构。
均热的作用
达到目标温度是不够的；合金必须在特定持续时间内在该温度下“均热”或保持。
这确保了热量能够渗透到棒材的核心，消除了温度梯度。
均匀加热可确保材料从表面到中心对轧制过程做出一致的响应。
理解权衡
过热的风险
虽然加热可以降低阻力，但超过最佳加工温度可能会适得其反。
过高的热量可能导致晶粒长大而不是细化，从而有效地抵消了径向剪切轧制过程的益处。
均热时间与效率
均热期的持续时间存在微妙的平衡。
时间太短会导致核心温度低，并可能导致设备故障，而过长的均热时间会浪费能源并降低生产吞吐量。
优化预热过程
如果您的主要关注点是设备寿命：确保均热期足够长，以充分塑化棒材核心，从而最大限度地减少对轧机的影响。
如果您的主要关注点是材料结构：严格遵守特定的加工温度（例如 530 °C），以促进超细晶粒的形成，而不会引发不必要的晶粒长大。
预热阶段的精度是决定后续轧制操作成功与否的最关键因素。
摘要表：
| 关键功能 | 描述 | 对过程的影响 |
|---|---|---|
| 温度控制 | 维持特定的设定点（例如 530 °C） | 最大限度地提高延展性和材料完整性 |
| 阻力降低 | 降低变形所需的力 | 防止材料开裂并保护设备 |
| 热均热 | 确保热量均匀渗透到核心 | 消除温度梯度，实现一致的轧制 |
| 晶粒细化 | 建立热力学基线 | 促进超细晶粒结构的形成 |
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参考文献
- Alexandr Arbuz, Evgeniy Panin. OBTAINING OF UFG STRUCTURE OF Zr-1% Nb ALLOY BY RADIAL-SHEAR ROLLING. DOI: 10.37904/metal.2020.3485
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
