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許多(duō)鋼製品的使(shǐ)用壽命與鋼製品的表麵脫碳程度有關。例如,鋼絲繩的使用壽命(mìng)主要取決於它(tā)的疲勞強度與耐磨性(xìng),如果鋼(gāng)絲繩表麵脫碳超標,就(jiù)會減少(shǎo)表層中作為強(qiáng)化相和耐磨相的碳化物,因而將(jiāng)直接影響這兩項使用性能。此外,工具鋼、軸承鋼的表麵脫碳層如不清除幹淨,將使工具鋼、軸承(chéng)鋼表麵層硬度和耐磨性降(jiàng)低,並且在淬火(huǒ)時,由於裏外層體積變化不同而使工件表麵形成裂紋。因此,如何防止鋼製品的表麵脫(tuō)碳是生產(chǎn)工藝中應該注意(yì)的一個問題。國外進口盤條的脫碳層為0.02~0.04mm,日本神戶的盤(pán)條表麵可以做到無(wú)脫碳,而國內同(tóng)類(lèi)產品脫碳層平均深度超(chāo)過0.05mm。需要采取措施來改變這種(zhǒng)狀況。 解決表(biǎo)麵脫碳問題,關鍵在熱處理工序上。由於脫碳與鋼絲的氧化是同時進行的,因此,隻(zhī)要在熱處理(lǐ)過程中(zhōng)盡量使鋼絲少(shǎo)與空氣接觸(chù)就可達到改善(shàn)脫碳的(de)目的(de)。例如(rú),美國(guó)彈簧鋼絲公司采用雙鉛槽油(yóu)淬回(huí)火來(lái)處理氣門簧用鋼絲,取(qǔ)得了理想效(xiào)果。該生(shēng)產流(liú)程是:第一個熔融鉛槽起鋼絲奧(ào)氏體化作用,預先將鉛液加熱到871℃,鋼絲在鉛液中通過,實現奧氏體化,然後(hòu)進入油槽中淬火,再進(jìn)入第二個熔融鉛槽回火(482℃)。由於鋼(gāng)絲在熔融鉛中不與空氣接觸(chù),有效避免了脫碳(tàn)。采用這種工藝(yì)需要解決的主要問題是如何(hé)防止鉛(qiān)塵汙染。 造成表麵(miàn)脫碳的氣氛主(zhǔ)要是氧氣、水蒸氣及二氧(yǎng)化碳(tàn)等氧化性氣體。當這些氧(yǎng)化性氣(qì)體與受熱鋼絲表麵接觸時,氧化與脫(tuō)碳同時(shí)發生;由於鐵中的固溶碳(tàn)與這些氣體的親合力比較大,所以表(biǎo)麵上的碳(tàn)先脫(tuō)掉了。上述這些氣體一般是從爐(lú)外帶進去的;鋼製品表麵的氧化鐵皮、鐵(tiě)鏽以及冷拔後鋼絲(sī)表麵上的殘留物,入爐(lú)加(jiā)熱後也會分解(jiě),反應生成一些氧化(huà)性氣體。我們可以有目的地控製爐內氣氛,使之處於還(hái)原(yuán)性狀(zhuàng)態(tài),就能有效避免表麵脫碳。例如,控製爐(lú)內二氧化碳與一氧化碳的比例(lì),在平衡點時,既不氧化也不脫碳;在二氧化碳比(bǐ)例超過平衡點時,發生氧化和脫碳;低於平衡點時則不(bú)發生氧化和脫碳。平衡點的具體數值(zhí)要(yào)根據鐵的(de)含碳(tàn)量和溫度來計算。 此外,向爐(lú)內噴吹中性的保(bǎo)護性氮氣也是一種有效措施。氮氣進入爐內(nèi)可以驅(qū)散某些區段的氧化性氣氛,同時可(kě)以保持(chí)爐內正(zhèng)壓,阻止(zhǐ)空氣滲入,減輕或避免鋼件脫碳。 |
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