钢在可控气氛中氧化、脱碳和增碳的机理

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各种气体与钢铁及其碳化物的化学反应0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE


    

        

            

            
气体成份0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
            
            

            
无氧化条件（%）0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
            
            

            
化学反应0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
            
            

            
性质0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
            
            

            
不脱碳的条件(%)0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
            
        
        

            

            
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1.具有氧化、脱碳作用的气体--除氧之外，二氧化碳和水蒸气的作用和氧一样，在高温下同样能使钢铁零件产生氧化和脱碳。因此，在可控气氛热处理炉中应严格控制这两种气体的含量。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

2.具有还原作用的气体---氢和一氧化碳是属于这类气体。它们不仅能在高温加热保护钢铁零件不氧化、不脱碳，不有能使氧化铁还原成铁的作用，其中一氧化碳又是一种增碳性的气体。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

3.中性气体---氮气在高温加热时和钢铁不发生任何作用，即不氧化。不脱碳、也无还原和增碳作用，故为中性气体。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

4.具有强烈碳作用的气体---甲烷是一种渗碳性气体，它在高温下能分解出大量碳原子渗入钢铁零件的表面使其增碳。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

实际上通入热处理炉内的气氛是多种气体混合物，其中有氧化性气体、中性气体、还原性气体和渗碳性气体等。在高温下加热时其化学反应很复杂。只能用CO2/CO和H2O/H2的相对含量来判断它们与钢铁零件的作用。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

综上所述得出的结论是：在750--950℃的热处理温度范围内，要使钢铁零件在加热时不氧化，必须使可控气氛CO2/CO的比例值相应小于0.7-0.4;H2O/H2的比值小于0.4--0.7，如要求钢铁不脱碳时，对上述经值要求还要小得多。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

要控制可控气氛中的CO和H2的比例，只要采取适当的空气和原料气如（如丙烷、丁烷）的混合比就可以了。当增加原料气的含量时，可减少反应中H2O和CO2的含量，增加了CO和H2的量，因而使CO2/CO和H2O/H2的比例减少，混合比降低可增加反应气的还原性。从而能保证工件不氧化。当CO和H2的含量足够大时，就有利于还原和增碳反应。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

钢铁零件在可控气氛中加热时，除要考虑可控气氛的成份及加热温度外，还应该考虑被处理钢材的含碳量。对一定含碳量的钢材在一定温度下加热时，有着与它们相平衡的CO2和H2O的含碳量。如当温度升高或钢材含碳量增加时，要降低可控气氛中CO2的含量才能达到平衡。0Mn中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE  最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
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2017-07-04 13:55:33