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不锈钢锻件锻造加工过程中氧化脱碳现象介绍
时间: 2020-06-26 作者: 佳宁锻造

不锈钢锻件锻造加工过程中氧化脱碳现象介绍锻件氧化是锻件毛坯(金属原料)在加热过程中与炉气中的氧化性气体发生化学反应,在锻件金属表面形成氧化皮的现象。

不锈钢锻件锻造加工过程中氧化脱碳现象介绍


不锈钢锻件在加热的过程中会发生很多不可预见的现象,以下就给大家介绍一下关于氧化与脱碳的现象:

1.氧化

氧化是锻件毛坯(金属原料)在加热过程中与炉气中的氧化性气体发生化学反应,在锻件金属表面形成氧化皮的现象。氧化主要受锻件金属材料的种类、炉气性能、加热温度、加热时间的影响。加热不同的金属材料,氧化程度不同,如钢坯料,在同样条件下,不同牌号的钢氧化烧损也不同,碳钢烧损量大而高碳钢量烧损请小,这是由于在高碳钢中反应生成了较多CO而降低了氧化铁的生成量。当钢中含有Cr、Ni、Al、Si、Mo等合金元素时,在钢料表面会形成致密且不易脱落的氧化薄膜,可以阻止加热过程金属的继续氧化。

燃料炉的炉气性质可分为氧化性炉气、还原性炉气和中性炉气。炉气性质决定于燃料燃烧时的空气供给在强氧化性炉气中,炉气可能完全由氧化性气体,这将使金属产生较厚的氧化皮。在还原性炉气中,含有足够量的还原性气体,如CO、H2等,它可以使金属不氧化或很少氧化。普通电阻炉在空气介质中加热,属于氧化性炉气。

加热温度是影响金属氧化速度最主要的因素。温度越高,金属和气体原子扩散速度越大,则氧化越剧烈,生成的氧化皮越厚。实际观察表明,在200-500℃时,钢料表面仅能生成很薄的一层氧化膜,当温度升至600-700℃时,便开始有显著氧化,并生成氧化皮,超过850-900℃,钢的氧化速度急剧升高,氧化会急剧增加,坯料的氧化层较厚。坯料在氧化性气氛中的加热时间越长,氧的扩散坩越大,形成的氧化皮越厚。特别是加热到高温阶段,加热时间的影响更加显著。金属的氧化烧损危害性很大,一般情况下,钢料每加热一次便有0.5%-4.0%的金属被氧化烧损掉,如表所示。同时氧化皮还加剧模具的磨损,降低不锈钢锻件的表面质适。残留氧化皮的锻件,在机械加工时会加快刀具刃口的磨损。因此,减少或消除加热时金属的氧化烧损对锻造生产来说非常重要。在锻造加热过程减少氧化的措施有:在保证锻件质量的前提下,尽量采用快速加热,缩短加热时间,尤其是缩短高温下停留的时间;在燃料完全燃烧的条件下,尽可能减少空气过剩量,以免炉内剩余氧气过多,注意减少燃料中的水分;炉内应保持不大的正压力,防止冷空气的吸入;采用少无氧化加热方法。

2.脱碳

钢料在加热时,其表层的碳和炉气中的某些氧化性气体发生化学反应,造成了钢料表面 、含碳量降低的现象称为脱碳。脱碳也是扩散作用的结果,一方面炉气中的氧向钢内扩散,另一方面炉气中的碳向外表面扩散,这样使钢在表面形成了含碳量低的脱碳层。从整个过程来看,脱碳层只在脱碳速度超过氧

化速度时才能形成。影响脱碳的因素与氧化一样,主要受钢的化学成分、炉气成分、加热温度、加热时间等因素影响。钢的含碳量越高,脱碳的倾向越大。某些合金元素增加脱碳倾向。有些合金元素则能阻止脱碳。而Ni和V对脱碳影响不大。炉气成分中脱碳能力最强的介质是水蒸气,其次是co2和02,最后是H2,而增加CO量可减少脱碳倾向。在中性介质或弱氧化性介质中加热可减少脱碳倾向。加热温度越高、加热时间越长,脱碳越严重。加热温度大于1000℃时,由于强烈氧化,脱碳作用较弱。在更高温度下,由于氧化皮脱落失去保护作用,脱碳将剧烈发生。

脱碳使锻件表面碳坩降低,降低强度和耐磨性能,脱碳层厚度小于加工余量时,对锻件性能不产生影响,反之就会影响锻件质虽。一般防止氧化的措施,同样可以防止脱碳。

不锈钢锻件锻造加工过程中氧化脱碳现象介绍定襄县佳宁锻造有限公司专注不锈钢、模具钢、碳素钢、合金钢、工具钢等不同材质锻件,生产整体法兰、螺纹法兰、平焊法兰、对焊法兰等不同规格类型的法兰,综合以上如有遗漏或问题欢迎咨询佳宁在线客户或来电咨询。

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