許多鋼制品的使用壽命與鋼制品的表面脫碳程度有關(guān)。例如，鋼絲繩的使用壽命主要取決于它的疲勞強度與耐磨性，如果鋼絲繩表面脫碳超標(biāo)，就會減少表層中作為強化相和耐磨相的碳化物，因而將直接影響這兩項使用性能。此外，工具鋼、軸承鋼的表面脫碳層如不清除干凈，將使工具鋼、軸承鋼表面層硬度和耐磨性降低，并且在淬火時，由于里外層體積變化不同而使工件表面形成裂紋。因此，如何防止鋼制品的表面脫碳是生產(chǎn)工藝中應(yīng)該注意的一個問題。國外進口盤條的脫碳層為0.02~0.04mm，日本神戶的盤條表面可以做到無脫碳，而國內(nèi)同類產(chǎn)品脫碳層平均深度超過0.05mm。需要采取措施來改變這種狀況。
解決表面脫碳問題，關(guān)鍵在熱處理工序上。由于脫碳與鋼絲的氧化是同時進行的，因此，只要在熱處理過程中盡量使鋼絲少與空氣接觸就可達到改善脫碳的目的。例如，美國彈簧鋼絲公司采用雙鉛槽油淬回火來處理氣門簧用鋼絲，取得了理想效果。該生產(chǎn)流程是：第一個熔融鉛槽起鋼絲奧氏體化作用，預(yù)先將鉛液加熱到871℃，鋼絲在鉛液中通過，實現(xiàn)奧氏體化，然后進入油槽中淬火，再進入第二個熔融鉛槽回火(482℃)。由于鋼絲在熔融鉛中不與空氣接觸，有效避免了脫碳。采用這種工藝需要解決的主要問題是如何防止鉛塵污染。
造成表面脫碳的氣氛主要是氧氣、水蒸氣及二氧化碳等氧化性氣體。當(dāng)這些氧化性氣體與受熱鋼絲表面接觸時，氧化與脫碳同時發(fā)生；由于鐵中的固溶碳與這些氣體的親合力比較大，所以表面上的碳先脫掉了。上述這些氣體一般是從爐外帶進去的；鋼制品表面的氧化鐵皮、鐵銹以及冷拔后鋼絲表面上的殘留物，入爐加熱后也會分解，反應(yīng)生成一些氧化性氣體。我們可以有目的地控制爐內(nèi)氣氛，使之處于還原性狀態(tài)，就能有效避免表面脫碳。例如，控制爐內(nèi)二氧化碳與一氧化碳的比例，在平衡點時，既不氧化也不脫碳；在二氧化碳比例超過平衡點時，發(fā)生氧化和脫碳；低于平衡點時則不發(fā)生氧化和脫碳。平衡點的具體數(shù)值要根據(jù)鐵的含碳量和溫度來計算。
此外，向爐內(nèi)噴吹中性的保護性氮氣也是一種有效措施。氮氣進入爐內(nèi)可以驅(qū)散某些區(qū)段的氧化性氣氛，同時可以保持爐內(nèi)正壓，阻止空氣滲入，減輕或避免鋼件脫碳。
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