Dekarbonisierung bezieht sich auf das Phänomen, dass der Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche von Stahlmaterial abnimmt, wenn es erhitzt wird. Die Essenz der Dekarbonisierung besteht darin, dass das C-Element im Stahlmaterial bei hoher Temperatur mit dem H-Element oder O-Element reagiert, um CH4 oder CO zu bilden. Der Dekarbonisierungsprozess umfasst die Diffusion des O-Elements in das Innere des Stahlmaterials und die Diffusion des C-Elements zu der Außenseite des Stahlmaterials, so dass die Entkohlungsschicht nur gebildet werden kann, wenn die Entkohlungsrate größer als die Oxidationsrate ist. Wenn die Oxidationsrate des Stahlmaterials groß ist, ist das Entkohlungsphänomen nicht offensichtlich und die Entkohlungsschicht wird oxidiert, um die Oxidhaut zu bilden, aber in der Atmosphäre relativ schwacher Oxidation kann sie eine deutlichere tiefe Entkohlungsschicht bilden.
Dekarbonisierung ist der Verlust von Kohlenstoff an der Oberfläche von Stahl, der im Allgemeinen in zwei Arten unterteilt wird
① Teilweise Dekarbonisierung
(2) Vollständige Entkohlung (Kohlenstoffgehalt in der Oberflächenschicht der Stahlprobe ist niedriger als die maximale Löslichkeit von Kohlenstoff in Ferrit)
(Hinweis: In der vollständig entkohlten Schicht ist nur ferritisches Gewebe vorhanden.)
Bei der überwiegenden Mehrheit der Stahlmaterialien führt das Entkohlungsphänomen zu einer Verschlechterung der Leistung von Stahlmaterialien, sodass die Entkohlungsschicht als Defekt von Stahlmaterialien angesehen wird, insbesondere bei einigen Spezialstählen (wie Werkzeugstahl, Lagerstahl, Schnellarbeitsstahl usw.), beeinträchtigt die Entkohlungsschicht ernsthaft seine Leistung. Der Kohlenstoffgehalt der entkohlten Schicht auf der chemischen Zusammensetzung ist niedriger als der des normalen Gewebes, die Menge an Zementation (Fe3C) in der entkohlten Schicht auf der Metallographie ist geringer als die des normalen Gewebes und die Festigkeit und Härte der dekarbonisierte Schicht auf die mechanischen Eigenschaften sind niedriger als die des normalen Gewebes.
Bestimmung der entkohlten Schicht
Die Wahl des Verfahrens und dessen Genauigkeit hängt vom Entkohlungsgrad, der Mikrostruktur, dem Kohlenstoffgehalt und der Form der Bauteile ab.Sie wird im Allgemeinen durch metallographische Verfahren, Härteverfahren, chemische oder spektroskopische Verfahren bestimmt.Spezifische Details, auf die Sie sich beziehen können: GB/T 224-2008 Stahl-Entkarbonisierungsschicht-Tiefenbestimmungsstandard
Bestimmung der GESAMTEN DEKARBONISIERTEN SCHICHT – IN Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und niedrig legiertem Stahl wird sie durch das relative Ausmaß der Änderung in der Zusammensetzung von Ferrit und anderen Geweben unterschieden.Der Abstand von der Oberfläche bis zu dem Punkt, an dem das Gewebe nicht mehr vom Matrixgewebe zu unterscheiden ist, wird mit einem Mikrometer-Okular oder direkt auf der Mattscheibe des Mikroskops gemessen.Für jede Probe sollten innerhalb eines Sichtfeldes in einem tiefen, gleichmäßigen Entkohlungsgebiet mehrere Messungen nach dem Zufallsprinzip (mindestens 5 Mal) durchgeführt werden, und der Mittelwert dieser Messungen wird als Gesamttiefe der Entkohlungsschicht genommen.Bei Werkzeugstahl, Wälzlagerstahl und Federstahl wird die Tiefe der entkohlten Schicht als Gesamttiefe der entkohlten Schicht gemessen.
Bestimmung der VOLLSTÄNDIGEN DECARBONISIERUNGSSCHICHT -- Die VOLLSTÄNDIGE DECARbonisierungsschicht bezieht sich auf die Probenoberfläche nach der Dekarbonisierung der gesamten FERRItischen Organisation, daher sollte die Messung von der Oberfläche bis zum Vorhandensein von CemENTite oder PEARlite an diesem Punkt oder der Messung erfolgen die Herstellung einer vollständigen ferRItischen Organisationspermeabilität für die Tiefe der vollständigen Dekarbonisierungsschicht.
Auswirkung der entkohlten Schicht auf die Prozessleistung
(1) Nachdem sich die Entkohlungsschicht auf der Oberfläche des Stahlmaterials gebildet hat, aufgrund des Unterschieds zwischen der Oberfläche und der inneren Struktur des Stahlmaterials und des Unterschieds seines linearen Ausdehnungskoeffizienten, der Umwandlung und Volumenänderung verschiedener Gewebe in der Der Abschreckprozess erzeugt enorme innere Spannungen, und die Bildung der Entkohlungsschicht führt zu einer Verringerung der Festigkeit der Stahloberfläche. Bei der weiteren Bearbeitung kann die Oberfläche der Teile Risse bekommen.
(2) Bei Stahlmaterialien, die eine Abschreckwärmebehandlung erfordern, nimmt der Kohlenstoffgehalt ab, nachdem sich die Entkohlungsschicht auf der Oberfläche gebildet hat, und der abgeschreckte Martensit kann nicht oder nicht vollständig umgewandelt werden, was zu Härte und Festigkeit der Stahlmaterialien führt kann die Anforderungen nicht erfüllen, und Kontaktermüdungsschäden können während des Gebrauchs leicht auftreten.
(3) Die Entkohlungsschicht des Stahlmaterials führt zu einer Verringerung seiner Ermüdungsfestigkeit, und das Phänomen der vorzeitigen Ermüdungsbeschädigung tritt im Prozess der Verwendung der bearbeiteten Teile und Komponenten auf.
(4) die auf der Oberfläche der Teile gebildete Entkohlungsschicht (schwarzer Teil) wird nicht bearbeitet, was dazu führt, dass die Leistung der Teile verringert wird; Wenn die Tiefe der Entkohlungsschicht geringer ist als die Bearbeitungszugabe, kann sie bei der Bearbeitung vollständig abgeschnitten werden, ohne die Leistung der Teile zu beeinträchtigen; Wenn die Tiefe der entkohlten Schicht größer als die Bearbeitungszugabe ist, kann sie während der mechanischen Bearbeitung nicht vollständig abgeschnitten werden (ein Teil der entkohlten Schicht bleibt erhalten), was die Leistung der Teile verschlechtert. Aufgrund des unsachgemäßen Schmiedeprozesses erscheint die Entkohlungsschicht auf der Oberfläche der Teile als lokales Anhäufungsphänomen, und während des Verarbeitungsprozesses kann die Entkohlungsschicht nicht vollständig abgeschnitten werden, die zurückgehaltene Entkohlungsschicht führt zu einer ungleichmäßigen Leistung der Teile , schwerwiegende können zum Ausschuss der Teile führen.
Maßnahmen zur Verhinderung der Dekarbonisierung
(1) Versuchen Sie beim Erhitzen von Teilen, die Heiztemperatur und die Heizzeit bei hoher Temperatur zu reduzieren, eine angemessene Heizrate zu bestimmen und die Gesamtheizzeit zu verkürzen.
(2) Entwerfen Sie einen Heizofen mit spezieller Funktion, kontrollieren Sie streng die Heizatmosphäre im Heizofen, damit das Gas im Ofen neutral ist und eine Schutzwirkung hat.
(3) Wenn der Prozess der thermischen Verarbeitung aus besonderen Gründen gestoppt wird, sollte die Temperatur des Heizofens gesenkt werden, um auf die Wiederaufnahme der Verarbeitung und Produktion zu warten. Wenn die Stoppzeit zu lang ist, müssen die zu erhitzenden Materialien herausgenommen oder mit dem Heizofen gekühlt werden.
(4) im Prozess der Kaltverformungsverarbeitung sollte versucht werden, die Anzahl der Glühvorgänge im mittleren Prozess zu kontrollieren und die Glühtemperatur gegebenenfalls zu verringern, kann eine Erweichungs- und Anlassbehandlung sein, um die Bildung der Entkohlungsschicht zu verringern. Glühen und Enthärten Anlassen Wärmebehandlungen müssen im Schutzmedium durchgeführt werden.
(5) Beim Erhitzen auf hohe Temperatur kann die Oberfläche des Stahlmaterials mit einem Abdeck- oder Beschichtungsschutz versehen werden, um die Oxidation und Entkohlung des Stahlmaterials zu verhindern.
(6) Wählen Sie bei der Bearbeitung von Stahlwerkstoffen die richtige Operation (z. B. Erhöhung der Bearbeitungszugabe von Teilen), um sicherzustellen, dass die erzeugte entkohlte Schicht vollständig abgeschnitten werden kann.
