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許多鋼製品的使用壽(shòu)命(mìng)與鋼(gāng)製品(pǐn)的表麵脫碳(tàn)程度有關。例如,鋼絲繩的使(shǐ)用壽命主要取決於它的疲勞強度與耐磨性(xìng),如果鋼絲繩表麵脫碳超標(biāo),就會減少(shǎo)表層中(zhōng)作為強化相(xiàng)和耐磨相(xiàng)的碳化物,因而將直接影響(xiǎng)這兩項使用性能。此外,工具(jù)鋼、軸承鋼的表麵脫(tuō)碳(tàn)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,並且在(zài)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(miàn)脫碳是(shì)生產工藝中應該注意的一個問題。國外進口盤條的脫碳層為0.02~0.04mm,日本神戶的盤(pán)條表麵可以做到無脫碳,而(ér)國內同類產品(pǐn)脫碳層平(píng)均深度(dù)超過0.05mm。需要(yào)采(cǎi)取措施來改變這種(zhǒng)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行的,因(yīn)此,隻要在熱處理過程中盡量使鋼絲少與空氣接觸就可達到改善脫碳的目的。例如,美國彈簧鋼絲公司采用(yòng)雙鉛槽油(yóu)淬回火來處理氣門(mén)簧用鋼絲,取得了理想效果。該生產流程是(shì):第一個(gè)熔融鉛槽起鋼絲奧氏體化作(zuò)用,預先將鉛液加熱到871℃,鋼絲在鉛液中通過,實現奧氏體(tǐ)化,然後(hòu)進入油槽中淬火,再進入第二個熔融鉛槽回火(huǒ)(482℃)。由於鋼絲在熔融鉛(qiān)中不(bú)與空氣(qì)接觸,有效避免了脫碳。采用這種工藝需要解決(jué)的主要問題是如何防止鉛塵汙染。 造成表麵脫碳的(de)氣氛主要是(shì)氧氣、水蒸氣及二(èr)氧化碳等氧化性氣體。當這些氧化性氣體與受熱(rè)鋼絲表(biǎo)麵接觸時,氧化與脫(tuō)碳同時發生(shēng);由於(yú)鐵中的固溶碳與這些氣體的親合力比較大,所(suǒ)以表麵上的碳先脫掉了。上述這些(xiē)氣體一般是從爐外帶進去的(de);鋼製品表(biǎo)麵的氧化鐵皮、鐵鏽以(yǐ)及冷(lěng)拔後鋼絲表麵上的殘(cán)留物(wù),入(rù)爐加熱後也會分解,反應生成一些氧(yǎng)化性氣體。我(wǒ)們可以有(yǒu)目的地控(kòng)製爐(lú)內氣氛,使之處於還原性(xìng)狀態,就能(néng)有效避(bì)免表麵脫碳。例如,控製(zhì)爐內二氧化碳與(yǔ)一氧化碳的比例(lì),在平衡點時,既不氧(yǎng)化也(yě)不脫(tuō)碳(tàn);在二氧化碳比例超過平衡點時(shí),發生氧化(huà)和脫碳;低於平衡點時則不發生氧化和脫碳。平衡點的具體數值要根據鐵的含碳量和溫度來計算。 此(cǐ)外,向爐內噴吹(chuī)中性的保護(hù)性(xìng)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(de)氧化性氣(qì)氛,同時可以保持爐內正壓,阻止空(kōng)氣滲入,減輕或避免鋼件脫碳(tàn)。 |
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