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失效形式的一種——氧化脫碳

發(fā)布時(shí)間：2022-11-04

淬火的目的是提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。而調(diào)制，即淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝，目的是使鋼鐵零部件獲得強(qiáng)度與韌性的良好配合，既有較高的強(qiáng)度，又有優(yōu)良的韌性、塑性、切削性能等，調(diào)質(zhì)處理在熱處理中占有很重要的位置。

調(diào)質(zhì)件大都在比較大的動(dòng)載荷作用下工作，這類零件主要為各種機(jī)器和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件，如軸類、連桿、螺柱、齒輪等，在機(jī)床、汽車等制造工業(yè)中用得很普遍。

45鋼淬火溫度在A3+(30~50)℃，在實(shí)際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時(shí)間。如果實(shí)際裝爐量大，就需適當(dāng)延長保溫時(shí)間。不然，可能會(huì)出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但保溫時(shí)間過長，也會(huì)也出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病。

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)果得不到要求的硬度。軸承鋼表面脫碳后會(huì)形成淬火軟點(diǎn)，使用時(shí)易發(fā)生接觸疲勞損壞，高速工具鋼表面脫碳會(huì)使紅硬性下降。采用45K冷鐓鋼的螺栓也因?yàn)檎{(diào)質(zhì)處理過程中熱處理爐內(nèi)保護(hù)氣氛不規(guī)范，導(dǎo)致氧化脫碳，Z終讓螺栓斷裂失效了。

脫過碳的組織沒有碳化物,所以組織是很白的,在顯微鏡下是亮白色,其實(shí)氧化和脫碳是兩個(gè)獨(dú)立的過程，鋼在熱處理過程中表面與爐膛空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化物的現(xiàn)象稱為氧化。

鋼在熱處理過程中表面的碳獲得一定能量后脫離表層進(jìn)入爐膛氣氛中，使表面碳含量下降的現(xiàn)象稱為脫碳。

防止脫碳的對策主要有以下幾方面:

1)工件加熱時(shí)，盡可能地降低加熱溫度及在高溫下的停留時(shí)間;合理地選擇加熱速度以縮短加熱的總時(shí)間;

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(jì)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?yàn)樾?;

3)熱壓力加工過程中，如果因?yàn)橐恍┡既灰蛩厥股�產(chǎn)中斷，應(yīng)降低爐溫以待生產(chǎn)恢復(fù)，如停頓時(shí)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(shí)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(shí)，加熱應(yīng)在保護(hù)介質(zhì)中進(jìn)行;

5)高溫加熱時(shí)，鋼的表面利用覆蓋物及涂料保護(hù)以防止氧化和脫碳;

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(shí)能完全去掉。

（來源：熱處理生態(tài)圈）