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影响钢脱碳的因素有钢料的化学成分,加热温度,保温时间和煤气成分等。4 L: t" ^8 C6 G0 p
- g9 R" y3 O$ i& q- u6 d6 }, b1.钢料的化学成分对脱碳的影响" @9 ?$ s, ]4 q. j* D! @; J9 q
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钢料的化学成分对脱碳有很大影响。钢中含碳量愈高脱碳倾向愈大W、Al、Si、Co等元素都使钢脱碳倾向增加;而 Cr、Mn等元素能阻止钢脱碳。
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2.加热温度的影响
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由图3-1可以看出,随着加热温度的提高,脱碳层的深度不断增加。一般低于1000℃时,钢表面的氧化皮阻碍碳的扩散,脱碳比氧化慢,但随着温度升高,一方面氧化皮形成速度增加;另一方面氧化皮下碳的扩散速度也加快,此时氧化皮失去保护能力,达到某一温度后脱碳反而比氧化快。例如GC15钢在1100~1200℃温度下发生强烈的脱碳现象。
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图3-1钢的脱碳层深度与化学成分和加热温度的关系
8 s. n, u5 U, [& p1—ω(W)=0.9% 2—ω(Si)=1.6% 3—ω(Mn)=1.0% 4—碳钢 5—ω(Cr)=1.5%. N3 H$ n1 N& ^; Y# |
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3.保温时间和加热次数的影响 k4 ]9 c$ L7 b( w* t
9 x9 W; A/ j+ B! }加热时间越长,加热火次愈多,脱碳层愈深,但脱碳层并不与时间成正比增加。例如高速钢的脱碳层在1000℃加热0.5h,深度达0.4mm;加热4h达1.0mm;加热12h后达1.2mm。$ r+ j) W6 Y7 e- n
! M, V# p- p" D1 w+ s; ^ ~* _4.炉内气氛对脱碳的影响" A/ B p( |0 A% ]# o. \( y* ]
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在加热过程中,由于燃料成分,燃烧条件及温度不同,使燃烧产物中含有不同的气体,因而构成不同的炉内气氛,有氧化性的也有还原性的。他们对钢的作用是不同的。氧化性气氛引起钢的氧化与脱碳,其中脱碳能力最强的介质是H2O(汽),其次是CO2与O2,最后是H2;而有些气氛则使钢增碳,如 CO和 CH4。炉内空气过剩系数α大小对脱碳也有重要的影响:当α过小时、燃烧产物中出现H2,在潮湿的氢气内的脱碳速度随着含水量的增加而增大。因此,在煤气无氧化加热炉中加热,当炉气中含H2O较多时,也要引起脱碳;当α过大时,由于形成的氧化皮多,阻碍着碳的扩散,故可减小脱碳层的深度。在中性介质中加热时,可使脱碳最少。 |