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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。
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1.钢料的化学成分对脱碳的影响
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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。, @2 I% w/ h0 |. L
* L- h9 `# \1 _9 e; Z1 w% F2.加热温度的影响
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: t1 L2 `+ i; J. P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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! z* s3 O( a% ]2 H$ W' E图3-1钢的脱碳层深度与化学成分和加热温度的关系. V; G/ k' w5 }4 i7 D* n& m; O, ?
1—ω(W)=0.9% 2—ω(Si)=1.6% 3—ω(Mn)=1.0% 4—碳钢 5—ω(Cr)=1.5%" E( N! |. I, T7 H; y2 a# Q
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, I5 k, r1 y' a0 [) t3.保温时间和加热次数的影响0 W$ Y5 k8 ]' T. @8 K
+ U/ M5 N# q' w! L8 ]% C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。
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, l. _6 w5 @$ P! c& l4 ]* _4.炉内气氛对脱碳的影响
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+ `1 \* C5 j; _: y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。 |