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許多鋼製品的使(shǐ)用壽命與鋼製品的表(biǎo)麵脫碳程度(dù)有關。例如,鋼絲繩的(de)使用壽命主要取決(jué)於它的疲勞強度與耐磨性,如果鋼絲繩表麵(miàn)脫碳超標,就會減(jiǎn)少表層中作為強化相和耐磨相的碳化物,因而將直接影響(xiǎng)這兩項使用性能。此外,工具鋼、軸承鋼的表麵脫碳層如不清除幹淨,將使(shǐ)工具鋼、軸承鋼表麵層硬度和耐磨性降低,並且在淬火時(shí),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(zhǐ)鋼製品(pǐn)的表麵(miàn)脫碳是生產工(gōng)藝中應該注意的一個問題(tí)。國外進口盤條的(de)脫碳層為(wéi)0.02~0.04mm,日本神(shén)戶的盤條表麵可以做到無脫碳,而國內同類產品脫碳層平均深度超過(guò)0.05mm。需要采取措施來改變這種狀況(kuàng)。 解決(jué)表麵脫碳問題,關鍵在熱處理工序上。由於脫碳與鋼(gāng)絲的氧化是同時進行的(de),因(yīn)此,隻要在熱處理過程中盡量使鋼絲少與空(kōng)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雙鉛槽油淬回火來(lái)處理氣門簧用鋼絲(sī),取得了理想效果。該生產流程是:第一個熔融鉛槽起(qǐ)鋼絲奧氏體化(huà)作用,預先將鉛液加熱到871℃,鋼絲在鉛(qiān)液中通過,實現奧氏體化,然後進入油槽中淬火,再進(jìn)入第二(èr)個熔融鉛槽回火(482℃)。由於鋼絲(sī)在(zài)熔融鉛中不(bú)與空氣接觸,有(yǒu)效避免了脫碳。采用這種工藝需要解決的主要問(wèn)題是如何防止鉛塵汙染。 造成表麵脫碳的氣氛主要是氧氣、水蒸氣及二氧化碳等氧化性氣體。當這些氧化性氣體與受熱鋼絲表麵接觸時,氧化與脫碳同時(shí)發生(shēng);由於鐵中的固(gù)溶碳與(yǔ)這些氣體的親合力比較大,所以表麵上的碳(tàn)先脫掉了。上述這些氣體一般是從爐外帶進去的;鋼(gāng)製品表麵的氧化鐵皮(pí)、鐵鏽以及冷(lěng)拔後鋼絲表麵上的殘留物,入爐加熱後也會分解,反應生成一些氧化性氣體。我們可以有目的地控製爐內氣氛,使之處於還原(yuán)性狀態,就能有效避免表麵脫碳。例如,控(kòng)製爐內二氧化碳與一氧化碳的比例(lì),在平衡點時,既不氧化也不(bú)脫碳;在二氧化碳比例超過平衡點(diǎn)時,發生氧化(huà)和(hé)脫(tuō)碳;低於平(píng)衡點時則不發生氧化和脫碳。平衡(héng)點的(de)具體數值要根據鐵的含碳量和(hé)溫度來(lái)計算。 此外,向爐內噴吹(chuī)中性(xìng)的(de)保護(hù)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(bǎo)持爐內正壓,阻(zǔ)止空氣滲入,減輕或避免鋼件脫碳。 |
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