锻造中影响钢脱碳的因素

许成

影响钢脱碳的因素有钢料的化学成分，加热温度，保温时间和煤气成分等。
1.钢料的化学成分对脱碳的影响
钢料的化学成分对脱碳有很大影响。钢中含碳量愈高脱碳倾向愈大W、Al、Si、Co等元素都使钢脱碳倾向增加；而 Cr、Mn等元素能阻止钢脱碳。
2.加热温度的影响
由图3-1可以看出，随着加热温度的提高，脱碳层的深度不断增加。一般低于1000℃时，钢表面的氧化皮阻碍碳的扩散，脱碳比氧化慢，但随着温度升高，一方面氧化皮形成速度增加；另一方面氧化皮下碳的扩散速度也加快，此时氧化皮失去保护能力，达到某一温度后脱碳反而比氧化快。例如GC15钢在1100～1200℃温度下发生强烈的脱碳现象。
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& K4 j7 r  q! `8 C* H5 v1 H图3-1钢的脱碳层深度与化学成分和加热温度的关系
1—ω（W）=0.9% 2—ω（Si）=1.6% 3—ω（Mn）=1.0% 4—碳钢 5—ω（Cr）=1.5%
3.保温时间和加热次数的影响
加热时间越长，加热火次愈多，脱碳层愈深，但脱碳层并不与时间成正比增加。例如高速钢的脱碳层在1000℃加热0.5h，深度达0.4mm；加热4h达1.0mm；加热12h后达1.2mm。
- _. Y; `: d4 Q% P6 M2 a8 h4.炉内气氛对脱碳的影响
1 |; |# D1 ?2 F# E: I在加热过程中，由于燃料成分，燃烧条件及温度不同，使燃烧产物中含有不同的气体，因而构成不同的炉内气氛，有氧化性的也有还原性的。他们对钢的作用是不同的。氧化性气氛引起钢的氧化与脱碳，其中脱碳能力最强的介质是H2O（汽），其次是CO2与O2，最后是H2；而有些气氛则使钢增碳，如 CO和 CH4。炉内空气过剩系数α大小对脱碳也有重要的影响：当α过小时、燃烧产物中出现H2，在潮湿的氢气内的脱碳速度随着含水量的增加而增大。因此，在煤气无氧化加热炉中加热，当炉气中含H2O较多时，也要引起脱碳；当α过大时，由于形成的氧化皮多，阻碍着碳的扩散，故可减小脱碳层的深度。在中性介质中加热时，可使脱碳最少。
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