Декарбонизация относится к явлению, при котором содержание углерода на поверхности стального материала уменьшается при его нагревании. Суть обезуглероживания заключается в том, что элемент C в стальном материале реагирует с элементом H или элементом O при высокой температуре с образованием CH4 или CO. Процесс обезуглероживания включает диффузию элемента O внутрь стального материала и диффузию элемента C в снаружи стального материала, поэтому слой обезуглероживания может быть сформирован только тогда, когда скорость обезуглероживания больше, чем скорость окисления. Когда скорость окисления стального материала велика, явление обезуглероживания не будет очевидным, и слой обезуглероживания будет окислен с образованием оксидной пленки, но в атмосфере относительно слабого окисления он может сформировать более очевидный глубокий слой обезуглероживания.
Декарбонизация - это потеря углерода на поверхности стали, которая обычно делится на два типа.
① Частичная декарбонизация
(2) Полное обезуглероживание (содержание углерода в поверхностном слое стального образца ниже максимальной растворимости углерода в феррите)
(Примечание: в полностью обезуглероженном слое существует только ферритная ткань.)
Для подавляющего большинства стальных материалов явление обезуглероживания приведет к ухудшению характеристик стальных материалов, поэтому слой обезуглероживания считается дефектом стальных материалов, особенно для некоторых специальных сталей (таких как инструментальная сталь, подшипниковая сталь, быстрорежущая сталь и др.), слой обезуглероживания серьезно влияет на его работоспособность. Содержание углерода в обезуглероженном слое по химическому составу ниже, чем в нормальной ткани, количество цементации (Fe3C) в обезуглероженном слое на металлографии меньше, чем в нормальной ткани, а прочность и твердость обезуглероженный слой по механическим свойствам ниже, чем у нормальной ткани.
Определение обезуглероженного слоя
Выбор метода и его точность зависят от степени обезуглероживания, микроструктуры, содержания углерода и формы компонентов.Обычно его определяют металлографическим методом, методом твердости, химическим или спектроскопическим методом.Конкретные подробности, которые вы можете найти: GB/T 224-2008 стандарт определения глубины слоя обезуглероживания стали.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ОБЕСГЛУБЛЕННОГО СЛОЯ - В среднеуглеродистой и низколегированной стали различают по относительной величине изменения состава феррита и других тканей.Расстояние от поверхности до точки, где ткань неотличима от ткани матрикса, измеряют с помощью микрометрического окуляра или непосредственно на матовом экране микроскопа.Для каждого образца в пределах поля зрения в зоне глубокого равномерного обезуглероживания следует произвести несколько измерений случайным образом (не менее 5 раз), а среднее значение этих измерений принять за общую глубину слоя обезуглероживания.Для инструментальной стали, подшипниковой стали и пружинной стали глубину обезуглероженного слоя измеряют как общую глубину обезуглероженного слоя.
Определение СЛОЯ ПОЛНОЙ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ -- Слой ПОЛНОЙ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ относится к поверхности образца после декарбонизации всей FERRItic организации, поэтому измерение следует проводить от поверхности до присутствия цементита или перлита в этой точке, или измерение получение полной ферритной организации проницаемости на глубину слоя полного обезуглероживания.
Влияние обезуглероженного слоя на производительность процесса
(1) После образования слоя обезуглероживания на поверхности стального материала из-за разницы между поверхностью и внутренней структурой стального материала и разницы его коэффициента линейного расширения трансформация и изменение объема различных тканей в процесс закалки будет создавать огромные внутренние напряжения, а образование слоя обезуглероживания приведет к снижению прочности поверхности стали. В процессе дальнейшей механической обработки поверхность деталей может растрескиваться.
(2) Для стальных материалов, требующих закалочной термообработки, содержание углерода уменьшается после образования слоя обезуглероживания на поверхности, и закаленный мартенсит не может быть преобразован или не может быть полностью преобразован, что приводит к повышению твердости и прочности стальных материалов. не может соответствовать требованиям, и в процессе использования легко возникает контактно-усталостное повреждение.
(3) Слой обезуглероживания стального материала приводит к снижению его усталостной прочности, и в процессе использования обработанных деталей и компонентов возникает явление преждевременного усталостного повреждения.
(4) слой обезуглероживания (черная часть), образовавшийся на поверхности деталей, не обрабатывается, что приведет к снижению производительности деталей; Если глубина слоя обезуглероживания меньше припуска на обработку, его можно полностью срезать при механической обработке, не влияя на работоспособность деталей; Если глубина обезуглероженного слоя больше припуска на обработку, он не может быть полностью срезан при механической обработке (часть обезуглероженного слоя сохраняется), что ухудшает работоспособность деталей. Из-за неправильного процесса ковки слой обезуглероживания на поверхности деталей проявляется явлением локального накопления, и в процессе обработки невозможно полностью срезать слой обезуглероживания, оставшийся слой обезуглероживания приведет к неравномерной работе деталей. , серьезные могут привести к браку деталей.
Меры по предотвращению обезуглероживания
(1) В процессе нагрева деталей постарайтесь снизить температуру нагрева и сократить время нагрева при высокой температуре, определить разумную скорость нагрева и сократить общее время нагрева.
(2) Разработайте нагревательную печь со специальной функцией, строго контролируйте атмосферу нагрева в нагревательной печи, чтобы газ в печи был нейтральным и обладал защитным эффектом.
(3) В процессе термической обработки, если она остановлена по каким-либо особым причинам, следует снизить температуру нагревательной печи до возобновления обработки и производства. Если время остановки слишком велико, материалы для нагрева должны быть вынуты или охлаждены в нагревательной печи.
(4) в процессе обработки холодной деформацией следует попытаться контролировать количество отжигов в среднем процессе и снизить температуру отжига, при необходимости можно провести размягчение и отпуск, чтобы уменьшить образование слоя обезуглероживания, операции отжига и разупрочнения, отпуска и термической обработки необходимо проводить в защитной среде.
(5) При нагреве при высокой температуре на поверхность стального материала может быть добавлено покрытие или защитное покрытие, чтобы предотвратить окисление и обезуглероживание стального материала.
(6) Выберите правильную операцию при обработке стальных материалов (например, увеличение припуска на механическую обработку деталей), чтобы гарантировать, что полученный обезуглероженный слой может быть полностью отрезан.
