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楼主 | 收藏 | 举报 2020-09-12 14:07   浏览:9   回复:0

脱碳的产生、危害、原因和防止的方式

锻造加热过程中,常见缺陷有过热、过烧、脱碳、氧化、开裂等,其中氧化是很难避免的,而过热和开裂是无法挽回的。这些缺陷也将直接影响到模锻的性能和锻件性质,降低模具和炉底的使用寿命。
 
脱碳 · 产生
在高温下,金属表层的碳被氧化,使表层的含碳量明显降低的现象,称之为脱碳。
 
脱碳主要表现为钢加热时表面碳含量的降低,也称为表面脱碳。金属脱碳的表层称为脱碳层。
 

脱碳 · 危害
* 造成坯料硬度和强度的下降;
* 影响耐磨性、切削性和抗疲劳性;
* 塑性降低,锻造时出现开裂;
* 表层与心部的组织不同,引起内应力;
* 冲击韧性降低,零件使用寿命降低;
* 脱碳层局部堆积,引起性能不均,严重时造成零件报废;
*如果脱碳层的深度没有超过锻件的机械加工余量,则脱碳层可随切屑一起除去,不产生危害。
 

脱碳 · 产生原因
* 炉内气体。炉内气氛,有氧化性的也有还原性的,氧化性气氛引起钢的氧化与脱碳,炉内气氛的氧化性越强,越容易脱碳。脱碳能力最强的是H2O,其次是C02、02,较弱的是H2;
* 加热温度。随着加热温度的提高,脱碳层深度不断增加。一般低于1000℃时,钢表面的氧化皮会阻碍碳的扩散,但随着温度升高,氧化皮失去保护能力,继续增加温度,脱碳速度最终会高于氧化速度;
* 保温时间和加热次数。一般来讲,加热时间越长,加热火次越多,脱碳层越深。但在低温条件下,即使钢在炉内时间较长,脱碳也并不显著;
* 钢料的化学成分。钢中含碳量越髙,越容易发生脱碳,微量元素Al、Si、Cb、W等能促使脱碳,Mn、Cr、P等能阻止钢的脱碳,Ni、Si、V等对脱碳没有影响。易脱碳的钢种主要有碳素工具钢、模具钢、硅弹簧钢、滚珠轴承钢、高速钢等。含碳量较高的钢材,通常都要进行脱碳层的检查。
 

脱碳· 防止和降低
* 适当调节和控制炉内气氛,在保护性气体或可控气氛中加热。当炉内空气过剩时,钢坯表面形成氧化皮,使脱碳减弱;炉内气体不足时,脱碳层会加深;在中性气体或弱氧化介质中,可以减少脱碳;
* 正确地选择加热温度。在选择加热温度时,应避开脱碳峰值的温度范围;
* 正确选择加热和保温时间。快速加热,缩短钢在高温下的停留时间;
* 选择正确的加热方式,如采用步进式加热炉加热等;
* 给坯料表面涂上保护层。遇到热处理脱碳时,在热处理前可给工件表面涂上保护层,防护热处理时脱碳。表面涂层可使用石墨粉与小玻璃混合剂,硼砂小浸液,玻璃粉涂料等;
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