Обезуглероживание (или обезуглероживание ) - это процесс, противоположный науглероживанию , а именно уменьшение содержания углерода .
Этот термин обычно используется в металлургии, описывая снижение содержания углерода в металлах (обычно в стали ). Обезуглероживание происходит, когда металл нагревается до температуры 700 ° C или выше, когда углерод в металле вступает в реакцию с газами, содержащими кислород или водород . [1] Удаление углерода удаляет твердые карбидные фазы, что приводит к размягчению металла, в первую очередь на поверхностях, которые находятся в контакте с обезуглероживающим газом.
Обезуглероживание может быть как полезным, так и вредным, в зависимости от области применения, в которой будет использоваться металл. Таким образом, это как то, что может быть сделано намеренно как этап производственного процесса, так и то, что происходит как побочный эффект процесса (например, прокатка ), и его необходимо либо предотвратить, либо позже обратить (например, с помощью этапа науглероживания). .
Механизм обезуглероживания можно описать как три различных события: реакция на поверхности стали, межузельная диффузия атомов углерода и растворение карбидов в стали. [2]
Химические реакции
Наиболее частые реакции:
также называется реакцией Будуара
Другие реакции: [1]
Электротехническая сталь
Электротехническая сталь - это один из материалов, в производстве которого используется обезуглероживание. Чтобы атмосферные газы не вступали в реакцию с самим металлом, электротехническую сталь отжигают в атмосфере азота , водорода и водяного пара , где окисление железа специально предотвращается за счет соотношения водорода и водяного пара, так что единственное реагирующее вещество превращается из углерода в окись углерода . [1]
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь содержит присадки, которые сильно окисляются, например хром и молибден . Такие стали можно обезуглероживать только в результате реакции с сухим водородом, который не содержит воды, в отличие от влажного водорода, который производится с добавлением воды и может использоваться для обезуглероживания. [1]
В качестве побочного эффекта
Случайное обезуглероживание может отрицательно сказаться на свойствах поверхности продуктов (где желательно содержание углерода), если оно проводится во время термообработки, после прокатки или ковки, поскольку материал подвергается воздействию только на определенную глубину в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. [1] Этого можно избежать, используя инертную атмосферу или атмосферу с пониженным давлением , применяя резистивный нагрев на короткое время, ограничивая время, в течение которого материал находится в состоянии сильного нагрева, как это делается в печи с шагающими балками, или посредством восстановительной науглероживания. , который использует углеводородную атмосферу для переноса углерода на поверхность материала во время отжига. [1] Обезуглероженный поверхностный материал также можно удалить шлифованием . [1]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Б с д е е г Шварцмана, LA (1973). «Обезуглероживание». Большая Советская Энциклопедия (Печать) (3-е изд.). Нью-Йорк: Макмиллан. Доступно на английском языке здесь и на оригинальном русском языке здесь .
- ^ Альваренга HD, Ван де Путте Т., Ван Стинберге Н., Сиетсма Дж., Террин Х. (апрель 2009 г.). «Влияние морфологии и микроструктуры карбидов на кинетику поверхностного обезуглероживания C-Mn сталей». Metall Mater Trans . 46 : 123–133. DOI : 10.1007 / s11661-014-2600-у .
Внешние ссылки
- Защита от обезуглероживания с помощью кресс-печей