氢气炉子选用氢气的目的是什么?

清淡

想了解一下氢气炉，我在想氢气做保护气的炉子和氮气做保护气的有什么优越性？

shaod

这个有人在做氨气裂解气为保护气氛的加热炉。

清淡

shaod 发表于 2014-10-27 21:44
这个有人在做氨气裂解气为保护气氛的加热炉。

今天听工艺介绍，就我和另外以为热处理高手，两人新人工艺培训，那个热处理高手说他们那边用氮气保护，不知道这边为什么要用氢气，无色无味泄漏太危险了，根本没氮气好。其实我想它要氢气作保护气肯定是有目的的，不是想的那么简单。王总谈谈氢气炉好处吧。

fengfeng

估计是彻底抗氧化.光亮热处理.
氮气再纯,也会有微量的氧.氢气为还原气氛,哪怕有微量的氧,也能还原,保护工件不氧化.
有色中,铜合金基本都是氢气保护气氛,但也有坏处,容易造成氢脆裂纹,氧化铜被还原,水蒸气在晶界析出开裂.
不懂炉子,瞎说一气.......别当真......

shaod

氢气保护可以很好地控制氧化气氛的含量，但也有一定的危险性，漏气会爆燃。
但有一个问题，H13材料在这个环境下加热会起皮的，原因不详。

清淡

shaod 发表于 2014-10-27 22:42
氢气保护可以很好地控制氧化气氛的含量，但也有一定的危险性，漏气会爆燃。
但有一个问题，H13材料在这个环 ...

奥氏体不锈钢在这样900多度下怎么样？

shaod

清淡 发表于 2014-10-27 22:46
奥氏体不锈钢在这样900多度下怎么样？

没有试过，还不清楚。
估计会有影响的，因为氨中水分或有存在的。

清淡

shaod 发表于 2014-10-27 22:51
没有试过，还不清楚。
估计会有影响的，因为氨中水分或有存在的。

不是氨，是用的氢气。

shaod

清淡 发表于 2014-10-27 22:56
不是氨，是用的氢气。

哦，单纯的氢做保护没有使用过，应该没有影响的吧？

清淡

shaod 发表于 2014-10-27 23:06
哦，单纯的氢做保护没有使用过，应该没有影响的吧？

我记得在那里看到又人发过氢气炉的帖子，当时没想为什么选氢气保护，很可能就是fengfeng所说的原因。

shaod

清淡 发表于 2014-10-27 23:08
我记得在那里看到又人发过氢气炉的帖子，当时没想为什么选氢气保护，很可能就是fengfeng所说的原因。 ...

氮氢混合气会有氧化发生的，就是上面所说H13材料的样子，仅做参考

西北狼

氢气的优越性在于活泼，导热性快。

Adam

shaod 发表于 2014-10-27 23:23
氮氢混合气会有氧化发生的，就是上面所说H13材料的样子，仅做参考

有不少产品是使用N2+H2,作为保护气氛

aaron01

氢气具有极强的还原性，可以说是质量最好的保护气体，通常不锈钢零件的处理，用氢气炉是最容易得到稳定的产品质量的。
氮气如果做保护气，只不过靠稀释来降低气氛里的氧含量，两者从还原机理，保护效果方面压根没有可比性！
氢气其实也并没有那么神秘，我们很多人平时接触的，由于甲醇分解出的氢气，往往我们的多用炉的载气本身就是含氢40%以上的混合气体。渗氮的时候，通入的氨气也会分解出大量的氢气，氮化炉尾气之所以能够点燃，其实还是含氢气的原因。

hongqk

首先我们要了解氢气有什么特性。
1、氢气是还原性气氛，在高温下能将氧化物中的氧反应掉，如粉末冶金用氢气将金属氧化物还原成纯金属，氢气可以启到净化的目的，而氮气在常温下是惰性气氛，在高温下具有一定的活性。
2、氢气是世界上最轻的气体，与就是在做冷却时，获得同样的转速和流速，需要的功率会小很多，资料上说20巴的氢气冷却相当于水的冷却速度，氢气的导热效果是最强的。
3、氢气的爆炸范围是4%-74.2%（与空气混合的体积浓度），容易爆炸往往不容易爆炸，因为使用氢气的场合都会有非常严格的措施来保障，用得最多的还是粉末冶的还原、脱脂、烧结工序，热处理还很少见到用纯氢保护气氛。

aaron01

氢做保护气，也就是所谓的氢气炉，一般也有两种类型，一种是用純氢做气源，另外一种是采用氨分解的方式制备氢气。
后一种方法利用NH3的裂解反应，在氨分解炉内，氨气被加热到800C以上，在催化剂作用下进行分解反应。得到的混合气体里含氢气、氮气、残留未反应的氨气和其他杂质气体，再通过纯化装置，去除残留的氨和水分等其他杂质气体，经过这种处理后，得到的混合气成分是25%的氮气加75%的氢气，将这种气体通入氢气炉内。
前一种用純氢的更可靠，液氢气化后直接通入炉内，也可以在炉内另外通入氮气，通过调节氮氢的比例，来实现最经济最优质量的工艺。

见仁见智

     氢气是还原性很强的气体，温度越高，还原能力越强。可以将铬、镍等氧化物还原为金属，还原铁、铜的氧化物铁就更不在话下。是金属光亮加热的重要气氛，大多用作不锈钢、精密合金和某些铜合金的保护气氛，这里面有一个重要问题，就是氢气中的含水量，含水量高，其中分解出来的氧量可以明显降低保护气氛的还原能力，因此要求有针对性的对通入的氢气进行除水，标志是测定其露点，有的金属材料要求露点在－70℃以下。（注：使用纯氢气要遵照国家相关标准，安全还是有保证的，比如，炉罐内的温度＞750℃，通入氢气就不会爆炸了；低温下通入氢气将炉罐内的空气排出使残留氧气低于4％后再升温，也不会发生爆炸；热态时，通氮气将炉罐内的空气赶出或将炉罐内的氢气赶出，来防止炉气爆炸——此时氮气称为安全气，等等）
   氮气是中性气体，本身既不还原金属氧化物，也不氧化金属，其中也有一个纯度问题，纯度低的氮气（比如工业纯），也会产生微弱的氧化。
   钢铁热处理中最常用的保护气体是氮气＋氢气作为基础气，考虑到钢的脱碳或增碳问题，派生出多种多样的组合气氛，如放热式、吸热式等等。
    详细知识，可阅读相关书籍

hongqk

使氢气作保护气体，是不是会产生氢脆呢？对于钢而言，氢是有害元素。

fengfeng

hongqk 发表于 2014-10-28 19:29
使氢气作保护气体，是不是会产生氢脆呢？对于钢而言，氢是有害元素。

分子和原子的区别。查一下H2 裂解温度吧。。。。。。

清淡

fengfeng 发表于 2014-10-28 19:47
分子和原子的区别。查一下H2 裂解温度吧。。。。。。

qibao9891

除前面大家说到的一些因素外，还有加热温度的限制。
氮气炉温度高了，会出现渗氮现象。所以加热钢铁材料的氮气炉的上限温度受到限制。
氢气炉的可使用的上限温度相对氮气炉高一些。
愚见，轻拍。

草原的风

对于钢材而言，我认为用氮气保护比氢气好，因为氢是个脱碳气氛，充满氢的炉内气氛中，氢会跟钢材中的碳发生化学反应：[C]+2H2=CH4，这个是动态平衡，跟炉内压力、温度有关，氢气分压越大，越容易引起脱碳，可以从平衡常数判断的，而氮气不会有这样的缺陷。一己之见，博取大家一笑。

清淡

qibao9891 发表于 2014-10-28 23:22
除前面大家说到的一些因素外，还有加热温度的限制。
氮气炉温度高了，会出现渗氮现象。所以加热钢铁材料的 ...

昨天我问了一下我主管，他也说到温度过高N2要分解，在放电N和O就会反映。我觉得这也是一个考虑的因素。

清淡

ywjianghu 发表于 2014-10-29 07:42
听人说起过用氢气做保护的网带炉。有点疑惑，什么手段能有效地避免空气的混入。 ...

现在我们的就是这种网带的，两边火帘保护。

清淡

ywjianghu 发表于 2014-10-29 07:42
听人说起过用氢气做保护的网带炉。有点疑惑，什么手段能有效地避免空气的混入。 ...

现在我们的就是这种网带的，两边火帘保护。

Adam

草原的风 发表于 2014-10-29 00:11
对于钢材而言，我认为用氮气保护比氢气好，因为氢是个脱碳气氛，充满氢的炉内气氛中，氢会跟钢材中的碳发生 ...

单独氮气保护出事的概率非常大的(表面氧化),
加入氢后,会减弱甚至消除氧的影响

gearM

Cr含量高的钢，如果要求表面外观质量，估计就只能是H2保护了，N2无法保证表面颜色（氧化）。

清淡

gearM 发表于 2014-10-29 21:11
Cr含量高的钢，如果要求表面外观质量，估计就只能是H2保护了，N2无法保证表面颜色（氧化）。 ...

Cr含量还是算高了，我瞟了一眼，好像在20%左右。朋友为什么Cr含量高的外观这么容易被影响了？

雪影孤枫

hongqk 发表于 2014-10-28 19:29
使氢气作保护气体，是不是会产生氢脆呢？对于钢而言，氢是有害元素。

很多材料是不能选用氢气保护。比如说钛合金、高温合金、高速钢、超高强度钢这些材料若使用氢气保护会使材料的使用性能恶化。但有些材料选用氢气保护退火却会使材料的使用性能大大提高。比如软磁合金的退火。大家都知道氢气有很强的还原性，在用氢气保护做软磁合金的淬火时，高温使氢气的还原性进一步加强，氢能还原材料里的碳、氧、氮、硫等阻碍晶粒长大的物质使软磁合金的磁性能明显提高。