1 影响加热速度的因素
金属材料和制品加热所需时间包括从室温到炉温仪表指示达到所需温度的升温时间、炉料表面和心部温度均匀（透烧）所需的均热时间以及内外达到温度后为了完成相变（对钢而言是为了实现奥氏体均匀化和碳化物溶解）所需的保温时间三个部分，即:
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金属制品在炉中加热所需时间取决于加热温度、加热介质、材料本身的性质、制品的几何形状和尺寸、成批加热时物料在炉内的堆放方式以及冷热炉装料等因素。
热处理加热多采用热炉装料。铸锻件毛坯的退火、正火在大型窑炉中进行，采用冷炉装料。热炉装料时的炉温是影响加热时间的最重要因素。下图所示为100mm厚钢材在不同炉温下加热时表面温度的变化。炉温越高，加热越快。在不同介质中加热的加热速度有很大差异。铅浴、盐浴、火焰、静止空气中加热时的加热速度比值大致为4:3:2:1。在可控气氛炉中加热比在空气炉中要慢些，在真空炉中加热更慢。
金属本身的导热性、钢的合金化程度及奥氏体状态下碳化物溶解的特性都会影响均热和保温时间。对碳素钢和一般合金结构钢而言，超过相变点的加热可使相变过程迅速完成，奥氏体的均匀化也易于进行，且无须考虑过剩合金碳化物的溶解，保温时间的长短将无关紧要。金属的表面状态（黑度和表面粗糙度）对加热时间长短有影响。表面黑度大，达到规定温度所需时间短。
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利用传热学的数学模型来精确计算金属材料和制品的加热时间非常复杂。在工程上，为了计算上的方便，经常做若干简化或采用经验公式来计算。
2 钢件加热时间的经验计算法
加热时间通常按工件的有效厚度计算。工件有效厚度一般可按以下规定考虑：
1）圆柱形工件按直径计算。
2）对于管形（空心圆柱件）工件：当高度/ 壁厚≤1.5时，以高度计算；当高度/ 壁厚＞1.5时，以1.5倍壁厚计算；当外径/ 内径＞7时，按实心圆柱体计算。
3）空心内圆锥体工件以外径乘0.8计算。
加热时间的计算公式为
t=akD
式中 t——加热时间（min或s）；
a——加热系数（min/ mm或s/ mm）；
k——工件装炉条件修正系数，通常取1.0～1.5；
D——工件有效厚度（mm）。
碳钢和合金钢在空气电阻炉与盐浴炉中的加热系数见下表1。
表1
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工模具钢在不同介质中的加热时间见下表2。
表2
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3 从节能角度考虑的加热时间计算法
进行加热时间计算时，常将金属制件按截面大小分为厚件和薄件。划分厚薄件的依据是毕氏准数βi，即：
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一般认为βi＜0.25算薄件，也有认为βi＜0. 5为薄件的。对于钢来说，如βi＜0.5，薄件的厚度极限可达280mm。因此，绝大部分钢材和制件、制品都可以认为是薄件。对于薄件来说，可以认为表面到温后，表面和心部的温度基本一致，也就是说无须考虑均温时间。
总加热时间的计算就变为：
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薄件可以根据斯太尔基理论公式计算炉料升温时间t升。其简化式为：
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如果设几何指数
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，综合物理因素：
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对于考虑保温时间在内的总加热时间应为：
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综合物理因素（或称加热系数）K与被加热工件的形状（Ks）、加热介质（Kg ）、加热炉次（Kc ）、表面状态（Kh）、尺寸（Kd）等因素有关。所以上式可写成：
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3.1这些系数的数值范围可参照下表。对于形状和尺寸不同的工件，W值的计算也是一个较为烦琐的问题。
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3.2下表所列为经过简化处理后的各种典型形状工件的W值。
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将上列系数综合整理，并通过试验和修正，可得出在盐浴炉和空气炉中加热钢件时的K值（见下表）。
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与t升比较，t保是一个较短的时间，它取决于钢的成分、组织状态和物理性质。对于碳素钢和一部分合金结构钢来说，t保可以是零。对于合金工具钢、高速钢、高铬模具钢和其他高合金钢来说，可根据碳化物溶解和固溶体的均匀化要求来具体考虑。为了简化计算，也可采取适当增大K值的方式。
3.3下表所列为综合上述K和W值范围而得出的钢件加热时间计算表。
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3.4下表所列为几种典型钢件在盐浴炉中的计算加热时间和实际加热时间对比。
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3.5下表所列为几种典型钢件在空气炉中的加热时间比较。
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上述计算方法适用于单个工件或少量工件在炉内间隔（工件间距离＞0.5D）排放加热。堆放加热时，超过一定的堆放量，用KW法计算会造成较大出入。堆放量较大时则必须按厚件计算，极为繁琐。在实际生产中，多按工件的单位重量的时间数计算。如在45kW的箱式电炉中，ϕ50mm以下工件的单位重量加热系数，经过试验可定在0.6～1.0min/kg范围内，通常取0.6～0.8min/kg。
3.6下表所列为工具钢在火焰炉中的加热时间。
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