Decarbonisatie verwijst naar het fenomeen dat het koolstofgehalte op het oppervlak van staalmateriaal afneemt wanneer het wordt verwarmd. De essentie van decarbonisatie is dat C-element in staalmateriaal reageert met H-element of O-element bij hoge temperatuur om CH4 of CO te vormen. Het decarbonisatieproces omvat de diffusie van O-element naar de binnenkant van het staalmateriaal en de diffusie van C-element naar de buitenkant van het staalmateriaal, zodat de decarbonisatielaag alleen kan worden gevormd wanneer de decarbonisatiesnelheid groter is dan de oxidatiesnelheid. Wanneer de oxidatiesnelheid van staalmateriaal groot is, zal het decarbonisatieverschijnsel niet duidelijk zijn en zal de decarbonisatielaag worden geoxideerd om de oxidehuid te vormen, maar in de atmosfeer van relatief zwakke oxidatie kan het een meer voor de hand liggende diepe decarbonisatielaag vormen.
Decarbonisatie is het verlies van koolstof op het oppervlak van staal, dat over het algemeen in twee soorten wordt verdeeld:
① Gedeeltelijke decarbonisatie
(2) Volledige decarbonisatie (koolstofgehalte in de oppervlaktelaag van staalmonster is lager dan de maximale oplosbaarheid van koolstof in ferriet)
(Opmerking: in de volledig gedecarboniseerde laag bestaat alleen ferritisch weefsel.)
Voor de overgrote meerderheid van staalmaterialen zal het decarbonisatieverschijnsel leiden tot de verslechtering van de prestaties van staalmaterialen, dus de decarbonisatielaag wordt beschouwd als een defect van staalmaterialen, vooral voor sommige speciale staalsoorten (zoals gereedschapsstaal, lagerstaal, hogesnelheidsstaal, enz.), beïnvloedt de decarbonisatielaag de prestaties ernstig. Het koolstofgehalte van de gedecarboniseerde laag op de chemische samenstelling is lager dan dat van het normale weefsel, de hoeveelheid cementering (Fe3C) in de gedecarboniseerde laag op de metallografie is minder dan dat van het normale weefsel en de sterkte en hardheid van het gedecarboniseerde laag op de mechanische eigenschappen zijn lager dan die van het normale weefsel.
Bepaling van gedecarboniseerde laag
De keuze van de methode en de nauwkeurigheid ervan hangt af van de mate van ontkoling, microstructuur, koolstofgehalte en de vorm van de componenten.Het wordt over het algemeen bepaald door metallografische methode, hardheidsmethode, chemische of spectroscopische methode.Specifieke details waarnaar u kunt verwijzen: GB/T 224-2008 staal decarbonisatielaag dieptebepaling standaard
Bepaling van DE TOTALE gedecarboniseerde LAAG - IN middelgroot koolstofstaal en laaggelegeerd staal onderscheidt het zich door de relatieve hoeveelheid verandering in de samenstelling van ferriet en andere weefsels.De afstand van het oppervlak tot het punt waar het weefsel niet te onderscheiden is van het matrixweefsel wordt gemeten door middel van een micrometeroculair of direct op het matglazen scherm van de microscoop.Voor elk monster, binnen een gezichtsveld in een diep uniform decarbonisatiegebied, moeten verschillende metingen willekeurig worden uitgevoerd (ten minste 5 keer), en de gemiddelde waarde van deze metingen wordt genomen als de totale diepte van de decarbonisatielaag.Voor gereedschapsstaal, lagerstaal en verenstaal wordt de diepte van de ontkoolde laag gemeten als de totale diepte van de ontkoolde laag.
Bepaling VAN DE VOLLEDIGE DECARBONISATIELAAG -- VOLLEDIGE DECARbonisatielaag verwijst naar het monsteroppervlak na de decarbonisatie van de hele FERRItische organisatie, daarom moet de meting worden gemeten vanaf het oppervlak tot de aanwezigheid van cementiet of PEARliet op dat punt, of meting van de productie van volledige ferRItische organisatiepermeabiliteit voor de diepte van de volledige decarbonisatielaag.
Effect van gedecarboniseerde laag op procesprestaties
(1) Nadat de decarbonisatielaag op het oppervlak van het staalmateriaal is gevormd, vanwege het verschil tussen het oppervlak en de interne structuur van het staalmateriaal en het verschil van de lineaire uitzettingscoëfficiënt, de transformatie en volumeverandering van verschillende weefsels in de het afschrikproces zal een enorme interne spanning veroorzaken en de vorming van de decarbonisatielaag zal leiden tot een afname van de sterkte van het staaloppervlak. Tijdens het verdere machinale bewerking kan het oppervlak van de onderdelen worden gebarsten.
(2) Voor staalmaterialen die een afschrikkende warmtebehandeling vereisen, neemt het koolstofgehalte af nadat de decarbonisatielaag op het oppervlak is gevormd, en het afgeschrikte martensiet kan niet worden getransformeerd of kan niet volledig worden getransformeerd, wat resulteert in de hardheid en sterkte van de staalmaterialen kan niet aan de vereisten voldoen, en schade door contactmoeheid kan gemakkelijk optreden tijdens het gebruik.
(3) De decarbonisatielaag van staalmateriaal leidt tot een vermindering van de vermoeiingssterkte en het fenomeen van voortijdige vermoeidheidsschade zal optreden tijdens het gebruik van de verwerkte onderdelen en componenten.
(4) de decarbonisatielaag (zwart deel) gevormd op het oppervlak van de onderdelen wordt niet verwerkt, wat ertoe zal leiden dat de prestaties van de onderdelen worden verminderd; Als de diepte van de decarbonisatielaag kleiner is dan de verwerkingstoeslag, kan deze volledig worden afgesneden tijdens het machinaal bewerken, zonder de prestaties van de onderdelen te beïnvloeden; Als de diepte van de ontkoolde laag groter is dan de verwerkingstoeslag, kan deze niet volledig worden afgesneden tijdens mechanische verwerking (een deel van de ontkoolde laag blijft behouden), wat de prestaties van de onderdelen verslechtert. Vanwege het onjuiste smeedproces lijkt de decarbonisatielaag op het oppervlak van de onderdelen een lokaal accumulatiefenomeen, en tijdens het verwerkingsproces kan de decarbonisatielaag niet volledig worden afgesneden, de behouden decarbonisatielaag zal leiden tot de ongelijke prestaties van de onderdelen , ernstig kan leiden tot het schroot van de onderdelen.
Maatregelen om decarbonisatie te voorkomen
(1) Probeer tijdens het verwarmen van onderdelen de verwarmingstemperatuur te verlagen en de verwarmingstijd bij hoge temperatuur te verkorten, een redelijke verwarmingssnelheid te bepalen en de totale verwarmingstijd te verkorten.
(2) Ontwerp een verwarmingsoven met een speciale functie, controleer strikt de verwarmingsatmosfeer in de verwarmingsoven, zodat het gas in de oven neutraal is, met een beschermend effect.
(3) In het proces van thermische verwerking, als het om een aantal speciale redenen wordt gestopt, moet de temperatuur van de verwarmingsoven worden verlaagd om te wachten op de hervatting van de verwerking en productie. Als de stoptijd te lang is, moeten de te verwarmen materialen worden verwijderd of gekoeld met de verwarmingsoven.
(4) in het proces van koude vervormingsverwerking, zou moeten proberen het aantal gloeien in het middelste proces te regelen en de gloeitemperatuur te verlagen, indien nodig, kan een verzachting en ontlaatbehandeling zijn, om de vorming van de decarbonisatielaag te verminderen, gloeien en verzachten temperen warmtebehandelingen moeten worden uitgevoerd in het beschermende medium.
(5) Bij verhitting op hoge temperatuur kan het oppervlak van het staalmateriaal worden toegevoegd met bedekking of coatingbescherming om oxidatie en ontkoling van het staalmateriaal te voorkomen.
(6) Kies de juiste bewerking bij het verwerken van staalmaterialen (zoals het vergroten van de bewerkingstoeslag van onderdelen) om ervoor te zorgen dat de geproduceerde gedecarboniseerde laag volledig kan worden afgesneden.
