до температуры выше температуры точки Кюри. Температура остального сечения ниже этой температуры и постепенно спадает при удалении от поверхности. В слое хк относительная магнитная проницаемость постоянна и равна единице. На границе зон, нагретой до температуры точки Кюри и холодной, р изменяется скачком. В холодной зоне р определяется по кривой намагничивания. Удельное электрическое сопротивление переменно во всем исследуемом объеме.

Третий период нагрева называется горячим режимом. При этом считается, что все сечение детали нагрето до температуры выше температуры точки Кюри, р и р постоянны. Практически это можно принять, если хк > 2ДК [35], где Дк — горячая глубина проникновения.

При рассмотрении нагрева неферромагнитных материалов, имеющих постоянную относительную магнитную проницаемость, учитывают только один период нагрева, характеризующийся постоянными значениями р и ц. Значение р выбирается средним для всего периода нагрева.

Рассмотрим перечисленные периоды нагрева, начиная с наиболее простого случая, когда р = const, р = const.

Режим, характеризующийся постоянными р и р. Исследуем электромагнитное поле в полубесконечной среде с постоянными магнитной проницаемостью и удельным электрическим сопротивлением. Проводящая среда с одной стороны ограничена плоской поверхностью, через которую проникает плоская электромагнитная волна. Векторы электрического и магнитного полей перпендикулярны друг другу и параллельны поверхности, ограничивающей среду. Линии электрического тока нормальны к вектору напряженности магнитного поля и совпадают с направлением вектора электрического поля. Электромагнитное поле распространяется из воздуха в полубесконечную среду в направлении, нормальном к поверхности среды.

Активная удельная мощность, поглощаемая средой [6, 35], равна

Pa={HjVW(?l^. (13)

Реактивная мощность, обусловленная наличием магнитного потока в металле и связанная с отставанием магнитного поля от электрического, равна активной мощности. Поэтому при зазоре между проводниками, равном нулю, коэффициент мощности

Cos'<p = P0/j/>£ + P?= 1/1/2-0,707. Полная мощность в этом случае выражается формулой

Холодный режим. При нагреве изделия т. в. ч. напряженность магнитного поля на поверхности значительно превосходит крити-

Четкую, при которой магнитная проницаемость 'достигает максимума. Поэтому поверхностные слои изделия находятся в состоянии магнитного насыщения. С увеличением глубины амплитуда напряженности магнитного поля уменьшается. Это вызывает увеличение магнитной проницаемости р, и при Нте = Нкр она дости-I нет максимума, а затем падает. Поэтому плотность тока в ферромагнитной среде спадает по закону, близкому к линейному.

Л. Р. Нейман [21] и А. Е. Слухоцкий [35] в своих работах показали, что для полубесконечной ферромагнитной среды (р =

var, р = const) активная мощность равна

Ра-1,37(г7те/1/2)2(Р/Де), (14)

іде Де — глубина проникновения поля, определенная по формуле (8) в зависимости от рс, соответствующей значению напряженности магнитного поля Нте/}/~2 на поверхности среды, м. Реактивная мощность равна

Р, = 0,972 {HJVW (р/Д,). (15)

Коэффициент мощности, определяемый по активной мощности, ныделяющейся в детали, и реактивной, соответствующей потоку магнитного поля внутри детали, составляет

cos ф = 1.37Д/" 1,372 + 0,9722 = 0,83.

Значения Ае, ре и Ра для углеродистой стали в зависимости

от Яше/і/2 приведены в табл. 4 и 5.

Промежуточный режим. При этом режиме в нагреваемом изделии имеются два резко разграниченных слоя. На границе слоев магнитная проницаемость изменяется скачком от р = 1 в поверх-постном слое толщиной хк < 1,5ДК до р = р2 во втором слое, и пределах которого она изменяется с падением напряженности магнитного поля.

Мощность в поверхностном слое можно определить по формуле (13). Формулы (14) и (15) могут быть использованы для определения мощности во втором слое. Активная и реактивная мощности для двухслойной среды находятся по формулам [6]:

/,а=(Яте/Уг2)2(рг/Ак)Ф; (16)

Pr-iHme/VWiPr/KH (,7)

где р, — удельное электрическое сопротивление поверхностного слоя, нагретого до температуры выше температуры магнитных превращений, Ом-м; ф и ij>— коэффициенты, учитывающие наличие второго слоя, определяются как функции от значения напряженности магнитного поля Нта награнице магнитного и немагнитного слоев.