هر روز در کلاس عملیات حرارتی/متالوگرافی کربن زدایی را بیاموزید

کربن زدایی به پدیده ای اطلاق می شود که محتوای کربن در سطح مواد فولادی هنگام گرم شدن کاهش می یابد. ماهیت کربن زدایی این است که عنصر C در مواد فولادی با عنصر H یا عنصر O در دمای بالا واکنش می دهد و CH4 یا CO را تشکیل می دهد. فرآیند کربن زدایی شامل انتشار عنصر O به داخل ماده فولادی و انتشار عنصر C به داخل است. خارج از مواد فولادی، بنابراین لایه کربن زدایی می تواند تنها زمانی تشکیل شود که نرخ کربن زدایی بیشتر از نرخ اکسیداسیون باشد. هنگامی که میزان اکسیداسیون مواد فولادی زیاد باشد، پدیده کربن زدایی آشکار نخواهد بود و لایه کربن زدایی برای تشکیل پوست اکسید اکسید می شود، اما در جو اکسیداسیون نسبتا ضعیف، می تواند یک لایه کربن زدایی عمیق تر را تشکیل دهد.

کربن زدایی عبارت است از اتلاف کربن در سطح فولاد که به طور کلی به دو نوع تقسیم می شود

① کربن زدایی جزئی

(2) کربن زدایی کامل (میزان کربن در لایه سطحی نمونه فولادی کمتر از حداکثر حلالیت کربن در فریت است)

(توجه: فقط بافت فریتی در لایه کاملاً کربن زدایی شده وجود دارد.)

برای اکثریت قریب به اتفاق مواد فولادی، پدیده کربن زدایی منجر به بدتر شدن عملکرد مواد فولادی می شود، بنابراین لایه کربن زدایی به عنوان یک عیب مواد فولادی، به ویژه برای برخی فولادهای خاص (مانند فولاد ابزار، فولاد بلبرینگ، فولاد پرسرعت و غیره)، لایه کربن زدایی به طور جدی بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. محتوای کربن لایه کربن زدایی شده در ترکیب شیمیایی کمتر از بافت معمولی است، میزان سیمان شدن (Fe3C) در لایه کربن زدایی شده در متالوگرافی کمتر از بافت معمولی است و استحکام و سختی لایه کربن زدایی شده در خواص مکانیکی کمتر از بافت معمولی است.

تعیین لایه کربن زدایی شده

انتخاب روش و دقت آن به درجه کربن زدایی، ریزساختار، محتوای کربن و شکل اجزا بستگی دارد.به طور کلی با روش متالوگرافی، روش سختی، روش شیمیایی یا طیف سنجی تعیین می شود.جزئیات خاصی که می توانید به آن مراجعه کنید: استاندارد تعیین عمق لایه کربن زدایی فولاد GB/T 224-2008

تعیین کل لایه کربن‌زدایی شده - در فولاد کربن متوسط ​​و فولاد کم آلیاژ، با مقدار نسبی تغییر در ترکیب فریت و سایر بافت‌ها مشخص می‌شود.فاصله از سطح تا نقطه ای که بافت از بافت ماتریکس قابل تشخیص نیست با استفاده از چشمی میکرومتری یا مستقیماً روی صفحه شیشه ای میکروسکوپ اندازه گیری می شود.برای هر نمونه، در یک میدان دید در یک منطقه کربن زدایی یکنواخت عمیق، باید چندین اندازه گیری به طور تصادفی (حداقل 5 بار) انجام شود و مقدار متوسط ​​این اندازه گیری ها به عنوان عمق کل لایه کربن زدایی در نظر گرفته می شود.برای فولاد ابزار، فولاد بلبرینگ و فولاد فنر، عمق لایه کربن زدایی شده به عنوان عمق کل لایه کربن زدایی شده اندازه گیری می شود.

تعیین لایه کربن‌زدایی کامل -- لایه کربن‌زدایی کامل به سطح نمونه پس از کربن‌زدایی کل سازمان FERRItic اشاره دارد، بنابراین، اندازه‌گیری باید از سطح تا حضور سمنتیت یا PEARlite در آن نقطه اندازه‌گیری شود، یا اندازه‌گیری تولید نفوذپذیری کامل سازمان فریتی برای عمق لایه کربن زدایی کامل.

تاثیر لایه کربن زدایی شده بر عملکرد فرآیند

(1) پس از تشکیل لایه کربن زدایی بر روی سطح مواد فولادی، به دلیل تفاوت بین سطح و ساختار داخلی ماده فولادی و تفاوت ضریب انبساط خطی آن، تبدیل و تغییر حجم بافت های مختلف در فرآیند کوئنچ تنش داخلی عظیمی ایجاد می کند و تشکیل لایه کربن زدایی منجر به کاهش استحکام سطح فولاد می شود. در فرآیند ماشینکاری بیشتر، سطح قطعات ممکن است ترک خورده باشد.

(2) برای مواد فولادی که نیاز به عملیات حرارتی خاموش کننده دارند، پس از تشکیل لایه کربن زدایی بر روی سطح، محتوای کربن کاهش می یابد و مارتنزیت خاموش شده نمی تواند تبدیل شود یا به طور کامل تبدیل نمی شود و در نتیجه سختی و استحکام مواد فولادی ایجاد می شود. نمی تواند الزامات را برآورده کند و آسیب خستگی تماس در فرآیند استفاده آسان است.

(3) لایه کربن زدایی از مواد فولادی منجر به کاهش استحکام خستگی آن می شود و پدیده آسیب خستگی زودرس در فرآیند استفاده از قطعات و اجزای پردازش شده رخ می دهد.

(4) لایه کربن زدایی (قسمت سیاه) تشکیل شده روی سطح قطعات پردازش نشده است که منجر به کاهش عملکرد قطعات می شود. اگر عمق لایه کربن زدایی کمتر از حد مجاز پردازش باشد، می توان آن را به طور کامل در هنگام ماشینکاری قطع کرد، بدون اینکه بر عملکرد قطعات تأثیر بگذارد. اگر عمق لایه کربن زدایی شده بیشتر از حد مجاز پردازش باشد، نمی توان آن را به طور کامل در حین پردازش مکانیکی قطع کرد (بخشی از لایه کربن زدایی شده حفظ می شود) که باعث کاهش عملکرد قطعات می شود. به دلیل فرآیند آهنگری نامناسب، لایه کربن زدایی روی سطح قطعات پدیده تجمع موضعی به نظر می رسد و در فرآیند پردازش نمی توان لایه کربن زدایی را به طور کامل قطع کرد، لایه کربن زدایی حفظ شده منجر به عملکرد ناهموار قطعات می شود. ، جدی می تواند منجر به ضایعات قطعات شود.

اقداماتی برای جلوگیری از کربن زدایی

(1) در فرآیند گرم کردن قطعات، سعی کنید دمای گرمایش را کاهش دهید و زمان گرمایش را در دمای بالا کاهش دهید، نرخ گرمایش معقول را تعیین کنید و کل زمان گرمایش را کوتاه کنید.

(2) یک کوره گرمایشی با عملکرد ویژه طراحی کنید، جو گرمایش را در کوره گرمایش به شدت کنترل کنید، به طوری که گاز در کوره خنثی باشد، با یک اثر محافظتی.

(3) در فرآیند پردازش حرارتی، اگر به دلایل خاص متوقف شود، دمای کوره گرمایش باید کاهش یابد تا منتظر ازسرگیری پردازش و تولید باشد. اگر زمان توقف بیش از حد طولانی باشد، موادی که قرار است گرم شوند باید خارج شوند یا با کوره گرمایش سرد شوند.

(4) در فرآیند پردازش تغییر شکل سرد، باید سعی کنید تعداد بازپخت را در فرآیند میانی کنترل کنید و دمای بازپخت را کاهش دهید، در صورت لزوم، می توان نرم کننده و معتدل را انجام داد، به منظور کاهش تشکیل لایه کربن زدایی، عملیات حرارتی بازپخت و نرم شدن باید در محیط محافظ انجام شود.

(5) هنگامی که در دمای بالا گرم می شود، سطح مواد فولادی را می توان با پوشش یا محافظ پوشش اضافه کرد تا از اکسیداسیون و کربن زدایی مواد فولادی جلوگیری شود.

(6) هنگام پردازش مواد فولادی (مانند افزایش ظرفیت ماشینکاری قطعات) عملکرد صحیح را انتخاب کنید تا اطمینان حاصل شود که لایه کربن زدایی شده تولید شده می تواند کاملاً قطع شود.