La decarbonizzazione si riferisce al fenomeno per cui il contenuto di carbonio sulla superficie del materiale in acciaio diminuisce quando viene riscaldato. L'essenza della decarbonizzazione è che l'elemento C in materiale d'acciaio reagisce con l'elemento H o l'elemento O ad alta temperatura per formare CH4 o CO. Il processo di decarbonizzazione include la diffusione dell'elemento O all'interno del materiale d'acciaio e la diffusione dell'elemento C a l'esterno del materiale in acciaio, quindi lo strato di decarbonizzazione può essere formato solo quando il tasso di decarbonizzazione è maggiore del tasso di ossidazione. Quando il tasso di ossidazione del materiale in acciaio è elevato, il fenomeno di decarbonizzazione non sarà evidente e lo strato di decarbonizzazione verrà ossidato per formare la pelle di ossido, ma nell'atmosfera di ossidazione relativamente debole, può formare uno strato di decarbonizzazione profondo più evidente.
La decarbonizzazione è la perdita di carbonio sulla superficie dell'acciaio, generalmente suddivisa in due tipi
① Parziale decarbonizzazione
(2) Decarbonizzazione completa (il contenuto di carbonio nello strato superficiale del campione di acciaio è inferiore alla solubilità massima del carbonio nella ferrite)
(Nota: nello strato completamente decarbonizzato esiste solo tessuto ferritico.)
Per la stragrande maggioranza dei materiali in acciaio, il fenomeno della decarbonizzazione porterà al deterioramento delle prestazioni dei materiali in acciaio, quindi lo strato di decarbonizzazione è considerato un difetto dei materiali in acciaio, soprattutto per alcuni acciai speciali (come acciai per utensili, acciai per cuscinetti, acciaio ad alta velocità, ecc.), lo strato di decarbonizzazione influisce seriamente sulle sue prestazioni. Il contenuto di carbonio dello strato decarbonizzato sulla composizione chimica è inferiore a quello del tessuto normale, la quantità di cementazione (Fe3C) nello strato decarbonizzato sulla metallografia è inferiore a quella del tessuto normale e la forza e la durezza del strato decarbonizzato sulle proprietà meccaniche sono inferiori a quelle del tessuto normale.
Determinazione dello strato decarbonizzato
La scelta del metodo e la sua accuratezza dipendono dal grado di decarbonizzazione, dalla microstruttura, dal contenuto di carbonio e dalla forma dei componenti.È generalmente determinato dal metodo metallografico, dal metodo della durezza, dal metodo chimico o spettroscopico.Dettagli specifici a cui puoi fare riferimento: GB/T 224-2008 standard di determinazione della profondità dello strato di decarbonizzazione dell'acciaio
Determinazione dello STRATO TOTALE decarbonizzato - IN acciai a medio carbonio e bassolegati, si distingue per l'entità del cambiamento relativo nella composizione della ferrite e degli altri tessuti.La distanza dalla superficie al punto in cui il tessuto è indistinguibile dal tessuto della matrice viene misurata per mezzo di un oculare micrometrico o direttamente sullo schermo di vetro smerigliato del microscopio.Per ogni campione, all'interno di un campo visivo in un'area di decarbonizzazione uniforme e profonda, devono essere effettuate diverse misurazioni in modo casuale (almeno 5 volte) e il valore medio di queste misurazioni viene preso come profondità totale dello strato di decarbonizzazione.Per l'acciaio per utensili, l'acciaio per cuscinetti e l'acciaio per molle, la profondità dello strato decarbonizzato viene misurata come la profondità totale dello strato decarbonizzato.
Determinazione DELLO STRATO DI DECARBONIZZAZIONE COMPLETA -- Lo strato di DECARbonizzazione COMPLETA si riferisce alla superficie del campione dopo la deCARbonizzazione dell'intera organizzazione FERRICA, pertanto, la misura va misurata dalla superficie alla presenza di cemENTIte o PEARlite tale punto, o misura di la produzione di piena permeabilità dell'organizzazione ferritica per la profondità dello strato di decarbonizzazione completo.
Effetto dello strato decarbonizzato sulle prestazioni del processo
(1) Dopo che lo strato di decarbonizzazione si è formato sulla superficie del materiale d'acciaio, a causa della differenza tra la superficie e la struttura interna del materiale d'acciaio e la differenza del suo coefficiente di espansione lineare, la trasformazione e la variazione di volume dei diversi tessuti nel il processo di tempra produrrà enormi sollecitazioni interne e la formazione dello strato di decarbonizzazione porterà alla diminuzione della resistenza della superficie dell'acciaio. Nel processo di ulteriore lavorazione, la superficie delle parti potrebbe incrinarsi.
(2) Per i materiali in acciaio che richiedono un trattamento termico di tempra, il contenuto di carbonio diminuisce dopo che lo strato di decarbonizzazione si è formato sulla superficie e la martensite temprata non può essere trasformata o non può essere completamente trasformata, con conseguente durezza e resistenza dei materiali in acciaio non può soddisfare i requisiti e durante il processo di utilizzo è facile che si verifichino danni da fatica da contatto.
(3) Lo strato di decarbonizzazione del materiale in acciaio porta alla riduzione della sua resistenza alla fatica e il fenomeno del danno prematuro da fatica si verificherà nel processo di utilizzo delle parti e dei componenti lavorati.
(4) lo strato di decarbonizzazione (parte nera) formato sulla superficie delle parti non viene elaborato, il che comporterà una riduzione delle prestazioni delle parti; Se la profondità dello strato di decarbonizzazione è inferiore al sovrametallo di lavorazione, può essere completamente tagliato durante la lavorazione, senza influire sulle prestazioni dei pezzi; Se la profondità dello strato decarbonizzato è maggiore della tolleranza di lavorazione, non può essere completamente tagliato durante la lavorazione meccanica (parte dello strato decarbonizzato viene trattenuta), il che degrada le prestazioni delle parti. A causa del processo di forgiatura improprio, lo strato di decarbonizzazione sulla superficie delle parti appare un fenomeno di accumulo locale e nel processo di lavorazione non è possibile tagliare completamente lo strato di decarbonizzazione, lo strato di decarbonizzazione trattenuto porterà a prestazioni irregolari delle parti , grave può portare allo scarto delle parti.
Misure per prevenire la decarbonizzazione
(1) Nel processo di riscaldamento delle parti, provare a ridurre la temperatura di riscaldamento e ridurre il tempo di riscaldamento ad alta temperatura, determinare una velocità di riscaldamento ragionevole e ridurre il tempo di riscaldamento totale.
(2) Progettare un forno di riscaldamento con una funzione speciale, controllare rigorosamente l'atmosfera di riscaldamento nel forno di riscaldamento, in modo che il gas nel forno sia neutro, con un effetto protettivo.
(3) Nel processo di lavorazione termica, se viene interrotto per motivi particolari, la temperatura del forno di riscaldo deve essere abbassata per attendere la ripresa della lavorazione e della produzione. Se il tempo di arresto è troppo lungo, i materiali da riscaldare devono essere estratti o raffreddati con il forno di riscaldamento.
(4) nel processo di lavorazione della deformazione a freddo, dovrebbe cercare di controllare il numero di ricottura nel processo intermedio e ridurre la temperatura di ricottura, se necessario, può essere un trattamento di rammollimento e rinvenimento, al fine di ridurre la formazione dello strato di decarbonizzazione, le operazioni di trattamento termico di ricottura e rinvenimento di rammollimento devono essere eseguite nel mezzo protettivo.
(5) Quando riscaldato ad alta temperatura, la superficie del materiale in acciaio può essere aggiunta con copertura o protezione del rivestimento per prevenire l'ossidazione e la decarbonizzazione del materiale in acciaio.
(6) Scegliere l'operazione corretta durante la lavorazione di materiali in acciaio (come aumentare il sovrametallo di lavorazione delle parti) per garantire che lo strato decarbonizzato prodotto possa essere completamente tagliato.
