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真空炉会脱碳吗?

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发表于 2015-12-24 09:36:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
当我们在气氛炉中生产时,有一个理论:气氛中碳浓度高的时候会发生渗碳,碳浓度比较低的时候会发生脱碳。
而在真空环境下,什么分子数都很少了,会发生脱碳吗?
也好像与上一个增碳的话题反过来了。

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发表于 2015-12-24 10:21:57 | 显示全部楼层
沙发坐等丑丑哥来发言。{:soso__3110130392203091378_3:}
他们的真空炉经常发生脱碳,一定有说不完的话题。{:soso__13165319925079696742_2:}
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 楼主| 发表于 2015-12-24 11:08:44 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2015-12-24 10:21
沙发坐等丑丑哥来发言。
他们的真空炉经常发生脱碳,一定有说不完的话题。 ...

娃娃给我科普一下大气下零件加热时发生氧化和脱碳的原因呗。
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发表于 2015-12-24 11:47:20 | 显示全部楼层
真空炉脱碳倒是很少听说,氧化是经常的事,和材料、设备状况、工艺都有关系,一不小心就把零件做黑了。{:soso__12228820266772001718_1:}
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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 楼主| 发表于 2015-12-24 12:04:05 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2015-12-24 11:47
真空炉脱碳倒是很少听说,氧化是经常的事,和材料、设备状况、工艺都有关系,一不小心就把零件做黑了。{:so ...

那脱碳与碳浓度有关在真空炉上是不是就不适应了?
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发表于 2015-12-24 12:44:55 | 显示全部楼层
我曾经用真空淬火+真空回火炉放试样测试过,但是没有发现明显的脱碳痕迹。
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发表于 2015-12-24 14:19:35 来自手机 | 显示全部楼层
真空炉漏气,真空度降低,就会出现脱碳现象
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 楼主| 发表于 2015-12-24 15:29:54 | 显示全部楼层
真空的环境下加热淬火,不但看不到脱碳,而且温度越高,钢铁材料越光亮,甚至铁锈在真空炉内还会发生分解还原。
还有一的朋友发现含铬高的材料如高速钢在真空炉内热处理会发生铬挥发的现象,造成产品与产品或产品与料框的粘连现象。
也就是说在真空环境下加热,零件中的合金元素有一些会挥发,主要与合金元素的饱和蒸气压有关,而碳的饱和蒸气压很低,就算钢材熔化了,真空度达到了负4,碳仍然不会挥发出来。
真空吸不出碳,又无氧的或其他气氛进行反应,自然不会脱碳了。
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 楼主| 发表于 2015-12-24 15:30:59 | 显示全部楼层
淬火匠一李 发表于 2015-12-24 14:19
真空炉漏气,真空度降低,就会出现脱碳现象

漏气就会发生脱碳现象吗?不一定噢。
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发表于 2015-12-24 15:40:47 | 显示全部楼层
hongqk 发表于 2015-12-24 11:08
娃娃给我科普一下大气下零件加热时发生氧化和脱碳的原因呗。

这个问题说简单也简,说复杂也复杂。
我说简单的,铁匠说复杂的。
一般来说:是钢铁材料在空气中加热到560℃生成FeO。金属氧化速度取决于温度和炉气中氧的深度。氧化层的增长在很大程度上取决于钢的化学成分。铬、硅、钒和铝等元素可以阻止氧化皮扩展,能缓和高温表面氧化。
金属加热时,在铁氧化的同时,碳也会氧化。依赖于周围气氛的碳势。在热处理中,铁和碳的氧化一般都是同时发生的。碳氧化形成CO和CO2的气体产物,由于存在氧化皮,只有气体产物自氧化皮逸出,才有可能形成脱碳。简单说,氧化皮具有多孔性时才可能发生脱碳。
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 楼主| 发表于 2015-12-24 17:02:51 | 显示全部楼层
找到一个关于氧化皮的文章,一起学习一下。
钢材如何形成氧化皮
在金属表面层由于氧化的结果形成氧化薄膜一氧化铁皮。加热时由于氧和铁的扩散,结果形成氧化铁皮。铁往表面层扩散,而氧则相反,通过有氧化铁皮的薄层(膜)往金属里面扩散。因而氧化铁皮层变得更厚。在过程开始时,形成氧化业铁Fe0。在温度900℃左右时,氧化皮由明显的三层组成。氧化皮上层是氧化铁Fe03。这层占氧化皮厚度的2%。中间层由磁性氧化物F3 04组成并占氧化皮厚度的18%左右。粘附于金属的内层Fe0占氧化皮厚度的80%左右。在较高温度时,氧化皮由两层组成。
    形成氧化皮决定于以下基本因素.a度、加热时间、炉气介质及钢的化学成分。
    为确定加热温度对形成氧化皮的影响,做了如下试验。取直径+18mm及长60mm的碳钢(0.45%C)试样,在电马弗炉中加热烈700、750、800、850、900、950和1000℃保温0.5h。同时往炉中放四块试样。边缘的试样具有用金属刷子轻轻刷过的热轧金属表面。右边策二个试样沿直径剥去0.5mm,左边第二个试样是酸洗过的。为测量温度,在带孔的试样中间放置热电偶。所有试样都彼此等距离放置在陶瓷垫的马弗炉炉底上,加热后在空气中冷却并轻轻地刷,以期除掉氧化铁皮。烧损(形成氧化皮)以试验前后试样质量差来确定。
    得到的数据表明,氧化铁皮随温度升高而增加。在700 - 750℃时观察到产生氧化铁皮最少。温度升高到800 -  850℃氧化铁皮增加不显著。从850℃开始,氧化铁皮显著地增加,而从900℃开始时强烈增加。
    900 - 1420℃范围内温度对形成氧化铁皮的影响,氧化铁皮从1200 -  1300℃开始急剧地增加。在1400℃及1350℃时形成氧化铁皮分别为1200℃时的5倍和2.75倍,并且为900℃时的28倍及16倍。
    在900℃时形成氧化铁皮又比700℃时多1.6倍。随着温度的提高,含FeO的氧化铁皮内层增加。水蒸气和C07从低温开始对形成氧化铁皮就有最显著的影响。氧和空气在900 -  1000℃温度范围内对形成氧化铁皮有很强烈地影响。
    形成氧化铁皮随加热时间的增加而增多,然而氧化铁皮增加程度逐渐地减少。
    形成氧化铁皮在很大程度上取决于钢的成分。提高钢中含m、Cr. Si、W和Cu量可减少金属表面氧化铁皮。
    Co. NIo和Ni对形成金属氧化铁发起相反的作用。在上面指出的加热条件下随着这些元素含量的增加,氧化物往金属深处的渗透亦增加。
    形成效化铁皮与氧化物的物理性质有关。多孔的氧化物不易附着,而且不能抵制氧向金属深处扩散。反之,具有致密组织的氧化物强烈地附着金属,并能很好地抵制氧往金属深处扩散:这样的氧化物具有保护的性质。Si、Al和Cr促使形成很致密而且往金属上很好附着的氧化物薄膜。由于这个缘故,这些元素用作热强钢的合金成分有的钢号含量达到2.9%、Si. 20% CrO
    烧损主要在加热炉中加热时进行,这是广泛流行的见解。轧制时所产生的烧损被认为是不太大的。实际上,在炉外形成氧化铁皮的损尖有时甚至是极大的,而且在某些情况下超过炉中的烧损。
    由于已加热到相当高温度的金属大量的表面处于与空气接触之中,故在线材及小型材轧机上轧制时所产生的氧化铁皮损失甚至大于炉中加热的烧损。
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发表于 2015-12-24 17:13:38 | 显示全部楼层
hongqk 发表于 2015-12-24 17:02
找到一个关于氧化皮的文章,一起学习一下。
钢材如何形成氧化皮 在金属表面层由于氧化的结果形成氧化薄膜一 ...

哆嗦的问问:
为什么月亮上的铁合金要生锈?
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发表于 2015-12-24 17:42:12 来自手机 | 显示全部楼层
漏气就会进入空气,空气中有02,在高温下,钢材表面的C最容易与0发生反应C十02二C02,碳都被烧了,还不脱碳啊!
来自: 微社区
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 楼主| 发表于 2015-12-24 18:16:33 | 显示全部楼层
淬火匠一李 发表于 2015-12-24 17:42
漏气就会进入空气,空气中有02,在高温下,钢材表面的C最容易与0发生反应C十02二C02,碳都被烧了,还不脱碳 ...

这是理论上的,用真空炉做实际产品时,有的设备漏气已很严重了,碳毡和发热体都氧化很严重了,但产品的颜色还很好,这怎么解释?
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 楼主| 发表于 2015-12-24 18:17:22 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2015-12-24 17:13
哆嗦的问问:
为什么月亮上的铁合金要生锈?

月亮上的东西没玩过,娃娃给说说呗。
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发表于 2015-12-25 08:04:28 来自手机 | 显示全部楼层
hongqk 发表于 2015-12-24 18:16
这是理论上的,用真空炉做实际产品时,有的设备漏气已很严重了,碳毡和发热体都氧化很严重了,但产品的颜 ...

我感觉氧也会捡软柿子滴,碳毡和石墨件就是软柿子吧?
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发表于 2015-12-25 08:12:56 来自手机 | 显示全部楼层
hongqk 发表于 2015-12-24 11:08
娃娃给我科普一下大气下零件加热时发生氧化和脱碳的原因呗。

大气下一般氧化伴随着脱碳。
渗碳气氛下,如果炉内CP指低于钢铁含碳量,大概会发生脱碳,不发生氧化。
个人理解,热处理操作方面的氧化一般是指钢中铁或者合金元素的氧化,脱碳是指钢中含碳量的减少或者碳以气体的方式从钢铁中逸出。如果把钢中碳的氧化也看成热处理氧化,好像脱碳的名词就不需要了。
个人意见,不足为凭。
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发表于 2015-12-25 08:18:59 | 显示全部楼层
小小丑 发表于 2015-12-25 08:04
我感觉氧也会捡软柿子滴,碳毡和石墨件就是软柿子吧?

是否可以说碳分越高越容易脱碳?
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发表于 2015-12-25 08:34:04 来自手机 | 显示全部楼层
所以因为 发表于 2015-12-25 08:18
是否可以说碳分越高越容易脱碳?

个人认为,氧和碳毡里面的碳结合比较容易一些,和钢中的碳结合要难一点。
以前在空气炉加热工件,在炉膛里面放点木炭啊或者煤油啊就可以减小工件的氧化脱碳。
在这里可以吧碳毡看成故意加入的木炭和煤油。
个人意见,不足为凭。

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发表于 2015-12-25 08:42:12 | 显示全部楼层
溶液化学反应通常要生成沉淀或气体或水,反应才能进行。
这是因为反应通常是可逆的,只有反应产物自溶液体系中分离出来,反应才能得以向一个方向优势发展。
真空炉中加热,氧化产物在原位。铁原子的氧化成氧化铁和还原为铁与氧气互为逆反应。真空度越高,铁氧化物分解为铁和氧气,然后氧气被分离的反应过程优势越大。
脱碳不一样。碳氧化合后产物为气体,会离开原位,进入气氛。同时气氛中的碳势作用,会有一部分碳重回工件表面。是否脱碳,实际上是看这两个过程哪一个处于优势。也就是看炉内碳势和工件含碳量之间的关系。所以真空炉加热,增碳和脱碳都可能会发生。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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 楼主| 发表于 2015-12-25 11:16:17 | 显示全部楼层
小小丑 发表于 2015-12-25 08:04
我感觉氧也会捡软柿子滴,碳毡和石墨件就是软柿子吧?

进入炉内的氧优先与碳毡、石墨件反应了,轮不到钢材,在以前没有保护气氛和真空的条件下,将零件堆在碳灰里加热也是一种保护手段。
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发表于 2015-12-25 11:16:45 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2015-12-24 11:47
真空炉脱碳倒是很少听说,氧化是经常的事,和材料、设备状况、工艺都有关系,一不小心就把零件做黑了。{:so ...

          老孤虽然没弄过真空炉,但老孤知道真空炉与其它设备一样脱碳
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发表于 2015-12-25 11:18:51 | 显示全部楼层
hongqk 发表于 2015-12-24 17:02
找到一个关于氧化皮的文章,一起学习一下。
钢材如何形成氧化皮 在金属表面层由于氧化的结果形成氧化薄膜一 ...

能否提供这篇文章的出处?
该会员没有填写今日想说内容.
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发表于 2016-1-11 09:30:20 | 显示全部楼层
在真空度较低时回冲一定的惰性气体就好啦
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