什么情況會發(fā)生脫碳？

顏蓍

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。

放下

高手出來指點一下，
我也想知道！！

gmc3128948

一同等待高人出現(xiàn)了！
) Q- i  I) n5 |/ J* S先謝謝

三腳貓

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。
2 V% Z3 T3 N3 Y7 X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
0 [" s* m  I) u) E; J由于脫碳,鋼件表面在淬火時就達(dá)不到所要求的硬度。
8 {+ x% d& C9 J. }$ ^( Y; v為防止脫碳,控制加熱溫度和時間,加熱可在保護(hù)氣氛、鹽浴爐、鉛浴爐或真空爐中進(jìn)行,

凡人一個

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；

' O/ M8 K6 @) I4 D, s                     2Fe3C+O26Fe+2CO

                     Fe3C+2H23Fe+CH4

% z2 x& a# k5 }. V/ b! R3 c                     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。
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! N* n9 k% ^/ ]8 v  D/ N    脫碳是擴(kuò)散作用的結(jié)果，脫碳時一方面是氧向鋼內(nèi)擴(kuò)散；另一方面鋼中的碳向外擴(kuò)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(jìn)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。
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' @' f6 `% `/ f  A% Y# }    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(qiáng)度或硬度較正常組織低。

    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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    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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  E# J- b  W. M6 W% [    （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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    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。

  j* a' \1 {4 u4 Q. |$ Y# R    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(qiáng)化達(dá)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。

    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(qiáng)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
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; z; T$ E* X* ^/ U# W  i& q( ]    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。

    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。

    由于脫碳使鋼的疲勞強(qiáng)度降低，導(dǎo)致零件在使用中過早地發(fā)生疲勞損壞。

; i( G7 B1 Q( H; Z/ V    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(jī)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(jī)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。

    （三）影響鋼脫碳的因素
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    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。
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    1.鋼料的化學(xué)成分對脫碳的影響

    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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' R/ s& Z5 y) t/ x    2.加熱溫度的影響

% U; Z6 ]& V4 x7 g    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(kuò)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(kuò)散速度也加快，此時氧化皮失去保護(hù)能力，達(dá)到某一溫度后脫碳反而比氧化快。
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: D- w4 B5 {2 S) e1 _    3.保溫時間和加熱次數(shù)的影響

    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(dá)0.4mm；加熱4h達(dá)1.0mm；加熱12h后達(dá)1.2mm。
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! {3 g0 }, E5 l+ R0 T3 V    4.爐內(nèi)氣氛對脫碳的影響
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    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(qiáng)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(kuò)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。

4 d  n3 F0 {9 k" t# x$ N6 K    （四）防止脫碳的對策

    防止脫碳的對策主要有以下幾方面：

    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）造成及控制適當(dāng)?shù)募訜釟夥眨�使呈現(xiàn)中性或采用保護(hù)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小）；
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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；

    4）進(jìn)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(jìn)行中間退火或軟化回火時，加熱應(yīng)在保護(hù)介質(zhì)中進(jìn)行；
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, b- @: U3 B. q+ V2 b    5）高溫加熱時，鋼的表面利用覆蓋物及涂料保護(hù)以防止氧化和脫碳；

& U& I, y0 @4 E5 Q! W0 G0 J    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。

凡人一個

　一． 早期：
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$ W0 E/ l4 o! o5 P# L( K" u　　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)。

: u# G5 Q( Y5 B& N　　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
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4 J( G; M4 _2 I6 z7 M8 a　　二． 使用涂料（軸承行業(yè)還在大量使用）

; G1 w! ^' M) J3 ^' J2 |　　三． 保護(hù)氣氛（近年來使用）
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' u' @) ^$ N# c& _1 J& s　　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。

　　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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　　甲醇的高低溫裂解 CH3OH----2H2+CO （滲碳爐使用較多）
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　　氨氣裂解：2NH3----N2+3H2 （高溫網(wǎng)帶爐使用較多）

　　3．氮基氣氛：（國外使用較普遍，但成本較高）
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5 Y# z! o: h4 r% S0 Q: C" l　　（1）百分之99以上的N2，加少量CO，H2
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　�。�2）配比式：N2+CH3OH----H2+CO

　　4．超級滲碳：丙酮加空氣，再用儀器進(jìn)行混合，碳勢高可提高丙酮的含量，反之一樣。
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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

6 g% x* N% n2 R; k　　優(yōu)點：裝爐量大，均熱時間長。
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5 Q% I( h" @) e# n3 a　　滲碳深度與滲碳時間成指數(shù)關(guān)系：

' v$ N; a' G# y　　工件滲碳深度：0.8—1.2mm 3.5小時
2.1—2.7mm 17小時

顏蓍

呵呵 謝謝 是不是工件的尺寸越大越容易發(fā)生脫碳呀?