脫碳的產(chǎn)生及其危害

鋼在加熱時，會生成氧化鐵皮，是由于高溫爐氣的存在和擴散的作用，未氧化的鋼表面層中的碳原子會向外擴散，爐氣中的氧原子也會透過氧化鐵皮向里擴散，當二種擴散會合時，碳原子被燒掉，導致了未氧化的鋼表面層中化學成分貧碳的現(xiàn)象叫脫碳。

含碳量是決定鋼性質(zhì)的主要元素之一，脫碳使鋼的硬度、耐磨性、疲勞強度、沖擊韌性、使用壽命等機械性能會顯著降低。對工具鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、高碳鋼等質(zhì)量有很大的危害，甚至會因脫碳超出規(guī)定而成為廢品。所以脫碳問題是優(yōu)質(zhì)鋼材生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題之一。

影響脫碳的因素及防止脫碳的方法

和氧化一樣，影響脫碳的主要因素是溫度、時間、氣氛，此外鋼的化學成分對脫碳也有一定的影響。下面說明這些因素對脫碳的影響以及減少脫碳的措施。

A 影響脫碳的因素

（1）加熱溫度對脫碳的影響。加熱溫度對鋼坯可見脫碳層厚度的影響對不同金屬其影響也有所不同，一些鋼種隨加熱溫度升高，可見脫碳層厚度顯著增加，另有一些鋼種隨著溫度的升高，脫碳層厚度增加，加熱溫度到一定值后，隨著溫度的升高，可見脫碳層厚度不僅不增加，反而減小。

（2）加熱時間對脫碳的影響。加熱時間愈長，可見脫碳層厚度愈大。所以，縮短加熱時間，特別是縮短鋼坯表面已達到較高溫度后在爐內(nèi)的停留時間，以達到快速加熱，是減少鋼坯脫碳的有效措施。

（3）爐內(nèi)氣氛對脫碳的影響。氣氛對脫碳的影響是根本性的，爐內(nèi)氣氛中H2O、CO2、O2和H2均能引起脫碳，而CO和CH4卻能使鋼增碳。實踐證明，為了減少可見脫碳層厚度，在強氧化氣氛中加熱是有利的，這是因為鐵的氧化將超過碳的氧化，因而可減少可見脫碳層厚度。

（4）鋼的化學成分對脫碳的影響。鋼中的含碳量越高，加熱時越容易脫碳，若鋼中含有鋁（AL）、鎢（W）等元素時，則脫碳增加；若鋼中含有鉻（Cr）、錳（Mn）等元素時，則脫碳減少。

B 防止脫碳的主要方法

（1）對于脫碳速度始終大于氧化速度的鋼種，應(yīng)盡量采取較低的加熱溫度；對于在高溫時氧化速度大于脫碳速度的鋼，既可以低溫加熱又可以高溫加熱，因為這時氧化速度大，脫碳層反而薄。

（2）應(yīng)盡可能采用快速加熱的方法，特別是易脫碳的鋼應(yīng)避免在高溫下長時間加熱。

（3）由于一般情況下火焰爐爐氣都有較強的脫碳能力，即使是空氣消耗系數(shù)為0.5的還原性氣氛，也不免產(chǎn)生脫碳。因此，最好的方法只能根據(jù)鋼的成分要求、氣體來源、經(jīng)濟性及要求等，選用合適的保護性氣體加熱。在無此條件的情況下，爐子最好控制在中性或氧化性氣氛，可得到較小的脫碳層。