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標(biāo)題: 什么情況會發(fā)生脫碳？ [打印本頁]
作者: 顏蓍    時間: 2008-6-18 23:37
標(biāo)題: 什么情況會發(fā)生脫碳？
哪位高手能不能解釋一下 什么情況會發(fā)生脫碳  為什么？ 謝謝。
作者: 放下    時間: 2008-6-19 08:19
高手出來指點一下，
; j. l& p0 _7 E( V4 l我也想知道��！
作者: gmc3128948    時間: 2008-6-19 10:05
一同等待高人出現(xiàn)了！
: }( l8 T1 h; T3 q  z先謝謝
作者: 三腳貓    時間: 2008-6-19 12:00
鋼鐵加熱時,由于爐內(nèi)氣氛(氧氣、二氧化碳、水、氫氣)的作用而使表層失去碳分的現(xiàn)象。5 Y- E4 |: J% j- a, J1 w
鋼表面的碳分被氧化成CO、CH4等氣體,使鋼的表面含碳量降底: D4 }; L+ {  W' E! O9 M
由于脫碳,鋼件表面在淬火時就達不到所要求的硬度。4 ?; _8 s: s. z, o' [* k1 k( c/ c
為防止脫碳,控制加熱溫度和時間,加熱可在保護氣氛、鹽浴爐、鉛浴爐或真空爐中進行,
作者: 凡人一個    時間: 2008-6-19 12:07
標(biāo)題: 轉(zhuǎn)貼！
脫碳是鋼加熱時表面碳含量降低的現(xiàn)象。脫碳的過程就是鋼中碳在高溫下與氫或氧發(fā)生作用生成甲烷或一氧化碳。其化學(xué)方程式如下；
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- z% @7 ^9 V# U                     2Fe3C+O26Fe+2CO
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% f" h! r. H( B" O* E1 x                     Fe3C+2H23Fe+CH4
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                     Fe3C+H2O3Fe+CO+H2
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                     Fe3C+CO23Fe+2CO
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    這些反應(yīng)是可逆的，即氫、氧和二氧化碳使鋼脫碳，而甲烷和一氧化碳則使鋼增碳。$ ^- s* B4 F0 W( S4 b
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    脫碳是擴散作用的結(jié)果，脫碳時一方面是氧向鋼內(nèi)擴散；另一方面鋼中的碳向外擴散。從最后的結(jié)果看，脫碳層只在脫碳速度超過氧化速度時才能形成。當(dāng)氧化速度很大時，可以不發(fā)生明顯的脫碳現(xiàn)象，即脫碳層產(chǎn)生后鐵即被氧化而成氧化鐵皮。因此，在氧化作用相對較弱的氣氛中，可以形成較深的脫碳層。
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    變壓器硅鋼片要求合碳量盡量低，除在冶煉上應(yīng)加以控制外，在鍛軋加熱時還應(yīng)利用脫碳現(xiàn)象，使碳含量進一步下降，從而獲得容易磁化的性能。但對大多數(shù)鋼來說，脫碳會使其性能變壞，故均視為缺陷。特別是高碳工具鋼、軸承鋼、高速鋼及彈簧鋼，脫碳更是一種嚴(yán)重的缺陷。# q" b  ?& }) Z' x6 B7 H& L) ^
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    脫碳層的組織特征：脫碳層由于碳被氧化，反映在化學(xué)成分上其含碳量較正常組織低；反映在金相組織上其滲碳體（Fe3C）的數(shù)量較正常組織少；反映在力學(xué)性能上其強度或硬度較正常組織低。
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. W+ r  s, M) F9 }& f2 S1 K" ?4 }    鋼的脫碳層包括全脫碳層和部分脫碳層（過渡層）兩部分。部分脫碳層是指在全脫碳層之后到鋼含碳量正常的組織處。在脫碳不嚴(yán)重的情況下，有時僅看到部分脫碳層而沒有全脫碳層。
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2 y9 x) s6 X- h3 }8 m- R6 A# Q    關(guān)于脫碳層深度可根據(jù)脫碳成分、組織及性能的變化，采用多種方法測定。例如逐層取樣化學(xué)分析鋼的含碳量，觀察鋼的表面到心部的金相組織變化，測定鋼的表層到心部的顯微硬度變化等等。實際生產(chǎn)中以金相法測定鋼的脫碳層最為普遍。
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4 E( V) z! _+ F$ p" U% E% z    （二）脫碳對鋼性能的影響
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    1.對鍛造和熱處理等工藝性能的影響
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; Z+ z" j. l5 ^2 S1 H2 q  g' {4 S    1）2Cr13不銹鋼加熱溫度過高，保溫時間過長時，能促使高溫δ鐵素體在表面過早的形成，使鍛件表面的塑性大大降低，模鍛時容易開裂。( ]9 |0 {8 h7 Q( q8 |; _
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    2）奧氏體錳鋼脫碳后，表層將得不到均勻的奧氏體組織。這不僅使冷變形時的強化達不到要求，而且影響耐磨性，還可能由于變形不均勻產(chǎn)生裂紋。
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    3）鋼的表面脫碳以后，由于表層與心部的組織不同和線膨脹系數(shù)不同，因此淬火時所發(fā)生的不同組織轉(zhuǎn)變及體積變化將引起很大的內(nèi)應(yīng)力，同時表層經(jīng)脫碳后強度下降，甚至在淬火過程中有時使零件表面產(chǎn)生裂紋。
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    2.對零件性能的影響& S6 u; i& H, }/ C
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    對于需要淬火的鋼，脫碳使其表層的含碳量降低，淬火后不能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，或轉(zhuǎn)變不完全，結(jié)果得不到所要求的硬度。
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# k, b; M& t: ]1 G( r    軸承鋼表面脫碳后會造成淬火軟點，使用時易發(fā)生接觸疲勞損壞；高速工具鋼表面脫碳會使紅硬性下降。
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    由于脫碳使鋼的疲勞強度降低，導(dǎo)致零件在使用中過早地發(fā)生疲勞損壞。
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    零件上不加工的部分（黑皮部分）脫碳層全部保留在零件上，這將使性能下降。而零件的加工面上脫碳層的深度如在機械加工余量范圍內(nèi)，可以在加工時切削掉；但如超過加工余量范圍，脫碳層將部分保留下來，使性能下降。有時因為鍛造工藝不當(dāng)，脫碳層局部堆積，機械加工時將不能完全去掉而保留在零件上，引起性能不均，嚴(yán)重時造成零件報廢。7 Q4 h  i1 l7 U; Q% f- ~/ ]/ I/ c
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    （三）影響鋼脫碳的因素9 l  t6 ?# F5 |2 }6 l( d, g- d

# m/ O* C$ ]7 j! q4 W    影響鋼脫碳的因素有鋼料的化學(xué)成分，加熱溫度，保溫時間和煤氣成分等。! Z" S% K% q8 M- m2 P

0 H' v; W+ W8 x' n7 ~2 o    1.鋼料的化學(xué)成分對脫碳的影響
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8 ~2 p+ `4 @# l/ p& b    鋼料的化學(xué)成分對脫碳有很大影響。鋼中含碳量愈高脫碳傾向愈大W、Al、Si、Co等元素都使鋼脫碳傾向增加；而 Cr、Mn等元素能阻止鋼脫碳。
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    2.加熱溫度的影響" M' k1 l$ l& a/ R6 h
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    隨著加熱溫度的提高，脫碳層的深度不斷增加。一般低于1000℃時，鋼表面的氧化皮阻礙碳的擴散，脫碳比氧化慢，但隨著溫度升高，一方面氧化皮形成速度增加；另一方面氧化皮下碳的擴散速度也加快，此時氧化皮失去保護能力，達到某一溫度后脫碳反而比氧化快。
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3 S  J+ u5 `6 K5 _' p  N' B, H: d    3.保溫時間和加熱次數(shù)的影響
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7 k$ m% K1 [3 H2 o% n4 ]    加熱時間越長，加熱火次愈多，脫碳層愈深，但脫碳層并不與時間成正比增加。例如高速鋼的脫碳層在1000℃加熱0.5h，深度達0.4mm；加熱4h達1.0mm；加熱12h后達1.2mm。" A8 j5 i8 ?7 |7 t1 e- e, h- X4 F6 e

' j6 s  w5 [) H( d    4.爐內(nèi)氣氛對脫碳的影響
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5 a4 g9 D/ x! X5 ]  K    在加熱過程中，由于燃料成分，燃燒條件及溫度不同，使燃燒產(chǎn)物中含有不同的氣體，因而構(gòu)成不同的爐內(nèi)氣氛，有氧化性的也有還原性的。他們對鋼的作用是不同的。氧化性氣氛引起鋼的氧化與脫碳，其中脫碳能力最強的介質(zhì)是H2O（汽），其次是CO2與O2，最后是H2；而有些氣氛則使鋼增碳，如 CO和 CH4。爐內(nèi)空氣過剩系數(shù)α大小對脫碳也有重要的影響：當(dāng)α過小時、燃燒產(chǎn)物中出現(xiàn)H2，在潮濕的氫氣內(nèi)的脫碳速度隨著含水量的增加而增大。因此，在煤氣無氧化加熱爐中加熱，當(dāng)爐氣中含H2O較多時，也要引起脫碳；當(dāng)α過大時，由于形成的氧化皮多，阻礙著碳的擴散，故可減小脫碳層的深度。在中性介質(zhì)中加熱時，可使脫碳最少。' k: O1 F( K8 d/ {2 k- f5 e/ S

; @% }3 p4 Z4 x9 T+ e    （四）防止脫碳的對策
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  s/ ?' I9 O% E& }; b8 \" m, n    防止脫碳的對策主要有以下幾方面：
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  {' V/ @5 F( S7 T    1）工件加熱時，盡可能地降低加熱溫度及在高溫下的停留時間；合理地選擇加熱速度以縮短加熱的總時間；
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2 k4 ?. }5 t% w1 N' y    2）造成及控制適當(dāng)?shù)募訜釟夥�，使呈現(xiàn)中性或采用保護性氣體加熱，為此可采用特殊發(fā)計的加熱爐（在脫氧良好的鹽浴爐中加熱，要比普通箱式爐中加熱的脫碳傾向為�。�；
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    3）熱壓力加工過程中，如果因為一些偶然因素使生產(chǎn)中斷，應(yīng)降低爐溫以待生產(chǎn)恢復(fù)，如停頓時間很長，則應(yīng)將坯料從爐內(nèi)取出或隨爐降溫；
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* Y' g5 Y( \9 [+ H: Z! Z  w    4）進行冷變形時盡可能地減少中間退火的次數(shù)及降低中間退火的溫度，或者用軟化回火代替高溫退火。進行中間退火或軟化回火時，加熱應(yīng)在保護介質(zhì)中進行；* F9 l; H! Y2 k; n$ @5 Z
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    5）高溫加熱時，鋼的表面利用覆蓋物及涂料保護以防止氧化和脫碳；7 l8 _( L4 R0 H

$ q. b. d) N+ O7 N+ O    6）正確的操作及增大工件的加工余量，以使脫碳層在加工時能完全去掉。
作者: 凡人一個    時間: 2008-6-19 12:11
標(biāo)題: 防止零件氧化脫碳的方法
　一． 早期：   r5 f5 N  \* B& S" J8 v
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　　1． 鹽浴爐（但環(huán)境污染大，只能適用于中小型零件，且啟動慢（2至3小時），只適用于大批量不間斷的生產(chǎn)。 ' @" S, r7 i( @; X0 v

' D  I3 y1 u% P　　2． 箱式爐：零件中溫埋生鐵末（950攝氏度以下），零件包不銹鋼皮。裝箱法：（高溫），950攝氏度以上
6 T3 V* k9 [9 ]: C& H0 A) m* D/ X- t
　　二． 使用涂料（軸承行業(yè)還在大量使用） 9 L3 G# b5 {6 A0 q3 d0 o
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　　三． 保護氣氛（近年來使用）
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( q3 n6 Z" y2 t　　1． 放熱式氣氛：CH4，C3H8+空氣----（生成）H2+N2+H2O+CO+CO2-----（脫水生成）N2為主和H2（占百分之1—20），這種氣氛適合低中碳鋼的光亮處理，且成本低。 9 f8 s3 V- g( I: j* y: a( Z
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　　2． 吸熱式氣氛：RX氣氛（百分之40CO+百分之40N2+百分之20H2）
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1 I/ I3 K3 p7 N: j* V& a　　甲醇的高低溫裂解 CH3OH----2H2+CO （滲碳爐使用較多）
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. e: L3 L' b; d& g9 ^( H　　氨氣裂解：2NH3----N2+3H2 （高溫網(wǎng)帶爐使用較多）
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　　3．氮基氣氛：（國外使用較普遍，但成本較高）
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　�。�1）百分之99以上的N2，加少量CO，H2 " }1 @% L* J* |% U
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　�。�2）配比式：N2+CH3OH----H2+CO ( W7 C2 }3 ~9 ~( X8 J: N
, c7 T7 \# P. P+ _, V3 F
　　4．超級滲碳：丙酮加空氣，再用儀器進行混合，碳勢高可提高丙酮的含量，反之一樣。 - T: S/ \9 r# e: c: O( @
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　　溫度的選擇：滲深度高的工件取高溫，滲深度低的取低溫
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- l; j  ^( u+ t- c8 [　　優(yōu)點：裝爐量大，均熱時間長。 ' j6 d  f  v7 @0 D
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　　滲碳深度與滲碳時間成指數(shù)關(guān)系：
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8 |7 R9 B8 I- q8 a6 w" N6 u; c* Q- m　　工件滲碳深度：0.8—1.2mm 3.5小時
/ S3 h' U7 g- k2 h% a" v2.1—2.7mm 17小時
作者: 顏蓍    時間: 2008-6-19 20:59
呵呵 謝謝 是不是工件的尺寸越大越容易發(fā)生脫碳呀?



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