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不锈钢锻件锻造加工过程中氧化脱碳现象介绍
时间: 2020-06-26 浏览次数:0
锻件氧化是锻件毛坯(金属原料)在加热过程中与炉气中的氧化性气体发生化学反应,在锻件金属表面形成氧...

不锈钢锻件锻造加工过程中氧化脱碳现象介绍


不锈钢锻件koko体育app-koko体育登录入口在加热的过程中会发生很多不可预见的现象,以下就给大家介绍一下关于氧化与脱碳的现象:

1.氧化

氧化是锻件毛坯(金属原料)在加热过程中与炉气中的氧化性气体发生化学反应,在锻件金属表面形成氧化皮的现象。氧化主要受锻件金属材料的种类、炉气性能、加热温度、加热时间的影响。加热不同的金属材料,氧化程度不同,如钢坯料,在同样条件下,不同牌号的钢氧化烧损也不同,碳钢烧损量大而高碳钢量烧损请小,这是由于在高碳钢中反应生成了较多CO而降低了氧化铁的生成量。当钢中含有Cr、Ni、Al、Si、Mo等合金元素时,在钢料表面会形成致密且不易脱落的氧化薄膜,可以阻止加热过程金属的继续氧化。

koko体育app-koko体育登录入口 燃料炉的炉气性质可分为氧化性炉气、还原性炉气和中性炉气。炉气性质决定于燃料燃烧时的空气供给在强氧化性炉气中,炉气可能完全由氧化性气体,这将使金属产生较厚的氧化皮。在还原性炉气中,含有足够量的还原性气体,如CO、H2等,它可以使金属不氧化或很少氧化。普通电阻炉在空气介质中加热,属于氧化性炉气。

加热温度是影响金属氧化速度最主要的因素。温度越高,金属和气体原子扩散速度越大,则氧化越剧烈,生成的氧化皮越厚。实际观察表明,在200-500℃时,钢料表面仅能生成很薄的一层氧化膜,当温度升至600-700℃时,便开始有显著氧化,并生成氧化皮,超过850-900℃,钢的氧化速度急剧升高,氧化会急剧增加,坯料的氧化层较厚。坯料在氧化性气氛中的加热时间越长,氧的扩散坩越大,形成的氧化皮越厚。特别是加热到高温阶段,加热时间的影响更加显著。金属的氧化烧损危害性很大,一般情况下,钢料每加热一次便有0.5%-4.0%的金属被氧化烧损掉,如表所示。同时氧化皮还加剧模具的磨损,降低不锈钢锻件的表面质适。残留氧化皮的锻件,在机械加工时会加快刀具刃口的磨损。因此,减少或消除加热时金属的氧化烧损对锻造生产来说非常重要。在锻造加热过程减少氧化的措施有:在保证锻件质量的前提下,尽量采用快速加热,缩短加热时间,尤其是缩短高温下停留的时间;在燃料完全燃烧的条件下,尽可能减少空气过剩量,以免炉内剩余氧气过多,注意减少燃料中的水分;炉内应保持不大的正压力,防止冷空气的吸入;采用少无氧化加热方法。

2.脱碳

koko体育app-koko体育登录入口 钢料在加热时,其表层的碳和炉气中的某些氧化性气体发生化学反应,造成了钢料表面 、含碳量降低的现象称为脱碳。脱碳也是扩散作用的结果,一方面炉气中的氧向钢内扩散,另一方面炉气中的碳向外表面扩散,这样使钢在表面形成了含碳量低的脱碳层。从整个过程来看,脱碳层只在脱碳速度超过氧

化速度时才能形成。影响脱碳的因素与氧化一样,主要受钢的化学成分、炉气成分、加热温度、加热时间等因素影响。钢的含碳量越高,脱碳的倾向越大。某些合金元素增加脱碳倾向。有些合金元素则能阻止脱碳。而Ni和V对脱碳影响不大。炉气成分中脱碳能力最强的介质是水蒸气,其次是co2和02,最后是H2,而增加CO量可减少脱碳倾向。在中性介质或弱氧化性介质中加热可减少脱碳倾向。加热温度越高、加热时间越长,脱碳越严重。加热温度大于1000℃时,由于强烈氧化,脱碳作用较弱。在更高温度下,由于氧化皮脱落失去保护作用,脱碳将剧烈发生。

脱碳使锻件表面碳坩降低,降低强度和耐磨性能,脱碳层厚度小于加工余量时,对锻件性能不产生影响,反之就会影响锻件质虽。一般防止氧化的措施,同样可以防止脱碳。

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