影響鍛件加熱過程中的脫碳因素
鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法,鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷,優化微觀組織結構,同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件。相關機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。
鋼料在加熱時,其表層的碳和爐氣中的某些氧化性氣體發生化學反應,造成了鋼料表面
、含碳量降低的現象稱為脫碳。脫碳也是擴散作用的結果,一方面爐氣中的氧向鋼內擴散,另一方面爐氣中的碳向外表面擴散,這樣使鋼在表面形成了含碳量低的脫碳層。從整個過程來看,脫碳層只在脫碳速度超過氧化速度時才能形成。
影響脫碳的因素與氧化一樣,主要受鋼的化學成分、爐氣成分、加熱溫度、加熱時間等因素影響。鋼的含碳量越高,脫碳的傾向越大。某些合金元素增加脫碳傾向,如c、w、Si、A1等。有些合金元素則能阻止脫碳,如Cr、Mn等。而Ni和V對脫碳影響不大。爐氣成分中脫碳能力*強的介質是水蒸氣,其次是co2和02,*后是H2,而增加CO量可減少脫碳傾向。在中性介質或弱氧化性介質中加熱可減少脫碳傾向。加熱溫度越高、加熱時間越長,脫碳越嚴重。加熱溫度大于1000℃時,由于強烈氧化,脫碳作用較弱。在更高溫度下,由于氧化皮脫落失去保護作用,脫碳將劇烈發生。
脫碳使鍛件表面碳坩降低,降低強度和耐磨性能,脫碳層厚度小于加工余量時,對鍛件性能不產生影響,反之就會影響鍛件質雖。一般防止氧化的措施,同樣可以防止脫碳。
|