Puede analizar la estructura metalográfica: descarburación, carburación, distribución de compuestos, etc. En respuesta a la siguiente pregunta, ¿qué se puede patentar desde la perspectiva del tratamiento térmico?
La descarburación es la reducción del contenido de carbono superficial en el acero. El proceso de descarburación es donde el carbono del acero produce metano o monóxido de carbono bajo la influencia del hidrógeno u oxígeno a altas temperaturas. La siguiente ecuación química:
2Fe3C + O26Fe +2 CO
Fe3C +2 H23Fe+CH4
Fe3c+H2O2+Fe+CO+H2
Fe3C+CO23Fe +2CO.
Estas reacciones son reversibles, concretamente hidrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, que descarburan el acero, el metano y el monóxido de carbono, así como el acero al carbono. En cuanto a los resultados de la difusión de descarburación, por un lado, el oxígeno se difunde en el acero descarburado, por otro lado, la difusión del acero al carbono; Según el resultado final, la capa de descarburación sólo puede formarse a una velocidad de oxidación que supere la velocidad de descarburación. Cuando la tasa de oxidación es alta y no se puede producir la descarburación, se deben oxidar las incrustaciones de óxido de la capa de descarburación. Por lo tanto, se puede formar una descarburación más profunda en una atmósfera oxidante relativamente débil. Acerca de
El contenido de carbono de las láminas de acero al silicio del transformador debe ser lo más bajo posible. Además, el fenómeno de descarburación debe controlarse durante el calentamiento de fundición y forja para reducir aún más el contenido de carbono y hacer que las propiedades resultantes sean fáciles de magnetizar. Pero para la mayoría de los aceros se considera incorrecto que la descarburación empeore sus propiedades. Especialmente para aceros para herramientas con alto contenido de carbono, aceros para rodamientos, aceros rápidos y aceros para resortes, la descarburación es un defecto grave.
Características de la capa de descarburación del tejido: El carbono de la capa de descarburación se oxida, lo que se refleja en la composición química. Su contenido de carbono es inferior al del tejido normal, refleja la microestructura de la cementita; (Fe3C); su resistencia o dureza reflejada en las propiedades mecánicas es menor que la del tejido normal.
La capa de acero descarburado consta de dos partes: una capa completamente descarburada y una capa parcialmente descarburada (capa intermedia). Contenido de carbono del acero estructural normal después de una descarburación parcial y una capa de descarburación. En casos graves de descarburación, a veces sólo se puede observar una descarburación parcial, pero no una descarburación completa.
Descarburación profunda y componentes de descarburación, cambios en la microestructura y propiedades medidas por diversos métodos. Utilice el contenido de carbono en la muestra para realizar análisis químicos del acero, como observar los cambios de microestructura del acero desde la superficie hasta el núcleo, medir los cambios de microdureza en la parte central de la capa superficial de acero, etc. Las placas de acero descarburadas metalográficamente son las más comunes en la producción real.
(2) El impacto de la descarburación en el rendimiento de las placas de acero
El impacto de los procesos de forjado y tratamiento térmico en el rendimiento
1) La temperatura de calentamiento y El tiempo de retención del acero inoxidable 2Cr13 es demasiado largo, lo que provocará que se forme prematuramente ferrita delta alta en la superficie, lo que reducirá en gran medida la plasticidad de la superficie de la forja y facilitará su agrietamiento y forja.
2) El acero austenítico al manganeso se descarburizará y la superficie no será austenita uniforme. Esto no sólo aumentará la deformación en frío sino que también afectará su resistencia al desgaste, sino que también puede provocar grietas debido a una deformación desigual.
3) La descarburación de la superficie del acero, la expansión lineal de la estructura y los coeficientes de la parte central de la superficie, y los cambios en diferentes estructuras y rotación durante el enfriamiento causarán una gran tensión interna y reducirán la intensidad de descarburación de la superficie. A veces, la superficie de la pieza puede incluso agrietarse durante el enfriamiento.
2.
La naturaleza de las piezas es la del acero templado, la descarburación reduce el contenido de carbono en su superficie, y la transformación en fase martensítica que no se puede templar o la transformación es incompleta, dando como resultado una dureza insatisfactoria.
El motivo de la descarburación de la superficie del acero para rodamientos es que el enfriamiento de los puntos blandos puede causar fácilmente daños por fatiga de contacto; el motivo de la descarburación de la superficie del acero para herramientas de alta velocidad es la reducción de la dureza al rojo.
La resistencia a la fatiga del acero descarburado se reduce, provocando daños prematuros por fatiga de las piezas durante su uso.
Todas las piezas restantes de la pieza mecanizada (parte negra) se descarburan, lo que reduce el rendimiento. La profundidad de la capa descarburada en la superficie tratada, como la capa dentro del rango de tolerancia de mecanizado, se puede procesar durante la eliminación, pero si excede el rango permitido, la parte descarburada permanecerá, lo que resultará en un rendimiento reducido. A veces se debe a un proceso de forjado incorrecto, acumulación local de descarburación y las piezas no se pueden quitar y retener por completo mediante el mecanizado, lo que resulta en un rendimiento desigual y un grave desguace de piezas.
(3) Factores que influyen en las placas de acero descarburado
La composición química, la temperatura de calentamiento, el tiempo de mantenimiento, la composición del gas y otros factores que influyen en las placas de acero descarburado.
1. Acero Descarburado
La composición química del acero tiene una gran influencia en la descarburación. Cuanto mayor sea el contenido de carbono en el acero, mayor será la tendencia a la descarburación de W, Al, Si, Co y otros elementos, como aumentar la tendencia a la descarburación en el acero, el cromo, el manganeso y otros elementos pueden prevenir la descarburación del acero;
2. Temperatura de calentamiento
A medida que aumentan la temperatura de calentamiento y la profundidad de la capa de descarburación, aumenta. La temperatura generalmente no supera los 1000°C. Las incrustaciones de óxido en la superficie del acero bloquean el carbono y se descarburan más rápido que la difusión de óxidos. Pero a medida que aumenta la temperatura, por un lado, aumenta la velocidad de formación de óxidos y también se acelera la velocidad de difusión. Por otro lado, los óxidos y óxidos de carbono subcutáneo pierden su capacidad protectora cuando alcanzan una determinada temperatura, descarburándose más rápido que oxidando.
3.
El efecto del tiempo de calentamiento prolongado, el tiempo de mantenimiento prolongado y el tiempo de calentamiento prolongado es que la capa de descarburación es más profunda que el fuego de calentamiento, pero la capa de descarburación no es proporcional al tiempo de subida. Por ejemplo, la capa de descarburación de acero rápido se calienta a 1000 °C durante 0,5 horas y la profundidad de 0,4 mm se calienta durante 4 horas a 65438 ± 0,0 mm; después de 12 horas de calentamiento, alcanza 1,2 mm;
4.
Durante el proceso de calentamiento de la atmósfera del horno de descarbonización, debido a las diferentes composiciones de combustible, condiciones de combustión y temperaturas, los productos de combustión que contienen diferentes gases constituyen diferentes atmósferas del horno y se oxidan y reducen. El acero funciona de manera diferente. Descarburación oxidativa del acero en atmósfera oxidante. El medio más fuerte para la descarburación es el H2O (vapor de agua), seguido del CO2 y el O2, y finalmente el H2 y algo de carbono en el acero atmosférico, como el monóxido de carbono y el metano. La descarburación del coeficiente de exceso de aire del horno α es de gran importancia: cuando α es demasiado pequeño, la velocidad de descarburación en hidrógeno húmedo se acelera, el contenido de agua aumenta y se producen productos de combustión. Por lo tanto, cuando se calienta en un horno de gas no oxidante, cuando el gas en el horno contiene más H2O2, también puede ocurrir descarburación cuando α es demasiado grande, la profundidad de la capa de carbono se reducirá debido a los óxidos formados, lo que dificultará; Difusión del carbono. Calentar en un medio neutro al menos lo descarburará.
(d) Contramedidas para evitar la descarbonización.
Los aspectos principales son los siguientes:
1) Reducir la temperatura de calentamiento y el tiempo de residencia a alta temperatura tanto como sea posible, seleccionar razonablemente la velocidad de calentamiento y acortar el tiempo de calentamiento;
2) La atmósfera motivo y de control es cálida, presentando calentamiento por gas neutro o protector. No utilice una cantidad especial de hornos (la tendencia a la descarburación del calentamiento del horno de baño de sal desoxigenada es menor que la del calentamiento del horno de caja ordinario
3) Durante el proceso de prensado en caliente, si la producción se interrumpe debido a Por algunos factores accidentales, es necesario bajar la temperatura del horno y reanudar la producción. Si el tiempo de pausa es largo, el tocho debe sacarse del horno y enfriarse con el horno;
4) La deformación en frío debe reducir el número de recocidos intermedios tanto como sea posible, disminuir la temperatura de recocido intermedio , o reemplace el recocido a alta temperatura con ablandamiento y revenido. Medio de protección de calentamiento de recocido intermedio o ablandamiento templado;
5) Cuando se calienta a alta temperatura, cubra y pinte la superficie de acero para evitar la oxidación y la descarburación;
6) Funcionamiento correcto, aumente el margen de mecanizado de la pieza de trabajo, de modo que la capa descarburada pueda eliminarse por completo durante el procesamiento.
Descarbonización
Durante el proceso de descarbonización del gas liberado, se elimina el dióxido de carbono del gas mezclado, que se observa principalmente en el gas materia prima en la producción de amoníaco sintético o en la Tratamiento de gases en la reacción de síntesis. Los métodos para eliminar el dióxido de carbono del gas de alimentación se dividen en tres categorías.
(1) El método de adsorción física consiste en eliminar primero el dióxido de carbono y descomprimir el agua recuperada. Este método tiene un equipo simple, pero el grado de purificación del dióxido de carbono es deficiente. La tasa de eliminación de dióxido de carbono en la salida es generalmente inferior al 2% (en volumen) y el consumo de energía también es alto. En comparación con los métodos de descarbonización con agua a presión desarrollados durante los últimos 20 años con depuración con metanol, carbonato de propileno y polietilenglicol dimetiléter, su alta pureza, bajo consumo de energía y recuperación de dióxido de carbono, eliminación de sulfuro de hidrógeno y opcional La pureza- El método ventajoso de descarburación se utiliza ampliamente en la industria.
(2) Absorción química La función de la absorción es regenerar fácilmente la energía y eliminar el sulfuro de hidrógeno. El método principal de etanolamina cataliza agua alcalina de potasio caliente. Reacción de descarburación posterior:
K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3
Para aumentar la tasa de absorción de dióxido de carbono y regenerar la solución de carbonato de potasio, añadir algunas sustancias inorgánicas u orgánicas como activadores. y Agregar inhibidores de corrosión para reducir la corrosión del equipo. Hay muchos métodos utilizados en una amplia gama de industrias (Tabla 5-9). Tabla 5-9
Nombre del método
Absorción de inhibidores de descarburación
Sosa de arsénico modificada (solución tóxica)
Método de glicina
Agua con gas caliente mejorada
Álcali caliente catalítico
Ley
Trióxido de arsénico
Glicina
Borato de dietanolamina Trióxido de dietanolamina-arsénico
Óxido de vanadio
BR/>Óxido de vanadio
Óxido de vanadio
Además, amoniaco; Método de absorción. En el proceso de amoníaco, el dióxido de carbono se elimina del gas convertido, mientras que el amoníaco que se procesa en bicarbonato de amonio permanece en el amoníaco.
(3) Método de absorción física y química, un método de absorción de sulfolano en una solución mixta de etanolamina y dióxido de tetrahidrotiofeno (también llamado sulfolano). El dióxido de tetrahidrotiofeno es un absorbente físico y la etanolamina es un absorbente químico. Por lo tanto, este método es un método de descarburación que combina efectos físicos y químicos.