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許多鋼製品的使用壽命與鋼製品的表(biǎo)麵脫(tuō)碳程度有關。例(lì)如,鋼(gāng)絲繩的使用壽命主要(yào)取決於它的疲勞強度與耐磨性,如果鋼絲繩表麵脫碳超標(biāo),就會減少表層中作為強化相和耐磨相的碳化物,因而將直接(jiē)影響這兩項使用(yòng)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、軸承鋼表麵層硬度和耐磨性降低,並(bìng)且在淬火時,由於(yú)裏外(wài)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(pǐn)的表麵脫碳是生產工藝中應該注意的一個問題。國外進口盤(pán)條的脫碳層為0.02~0.04mm,日本神戶的盤(pán)條表麵可以做到無脫碳,而國內同(tóng)類(lèi)產品脫(tuō)碳層平(píng)均深度(dù)超過0.05mm。需要采取措施來改變(biàn)這種狀況。 解決表麵脫碳問題,關鍵在熱處理工序上。由於脫碳與鋼絲的氧化是同時進(jìn)行的,因此(cǐ),隻要在熱處(chù)理過程中盡量使鋼(gāng)絲少與空氣接觸就可達到改善脫碳的(de)目的。例如,美國彈簧鋼絲公司采用雙鉛槽油淬回火來處理氣門簧用鋼絲,取得了理(lǐ)想效果。該生產流(liú)程是:第一個熔融(róng)鉛槽起鋼絲奧氏體化(huà)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(rán)後(hòu)進入油槽中淬火,再進入第二個熔融鉛槽(cáo)回火(482℃)。由於鋼(gāng)絲在熔融鉛中不與空氣接觸,有效避免了脫碳。采用(yòng)這種(zhǒng)工藝需要解決的主要問題是如何防止(zhǐ)鉛塵汙染。 造成表麵脫碳的氣氛主(zhǔ)要是氧氣、水蒸氣及二氧化碳(tàn)等氧化性氣體。當這(zhè)些(xiē)氧(yǎng)化性氣體與受熱鋼絲表(biǎo)麵接觸時,氧化與脫碳同時發生(shēng);由於鐵中(zhōng)的固(gù)溶碳與這些氣體的親合力比較大(dà),所以表麵上(shàng)的碳(tàn)先脫掉了。上述這些氣體一般是從爐外(wài)帶進去的;鋼製品(pǐn)表麵的氧化鐵(tiě)皮(pí)、鐵鏽以及冷拔後鋼絲(sī)表麵上的殘留物,入爐加熱後也會(huì)分解,反應生成(chéng)一些氧化性氣(qì)體。我們可以有目的地控製爐內氣(qì)氛,使之處(chù)於還原(yuán)性狀態(tài),就能有效避免表麵脫(tuō)碳。例如,控製爐內二氧化碳與一氧化碳的比例,在平衡點時,既不氧化也不(bú)脫(tuō)碳;在二氧化碳比例超過平衡點時,發生(shēng)氧(yǎng)化和脫碳;低於(yú)平衡點時(shí)則不發(fā)生氧化和脫碳。平衡點的具體數(shù)值要根據鐵的含碳量(liàng)和溫度來計算(suàn)。 此(cǐ)外(wài),向爐內噴吹(chuī)中性的保護性氮氣也是一種有效措施。氮氣進入爐內可以驅散某些區段的氧化性氣氛,同時可以保持爐內正壓,阻止空氣滲入,減輕或避免鋼件脫碳。 |
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