La descarbonización se refiere al fenómeno de que el contenido de carbono en la superficie del material de acero disminuye cuando se calienta. La esencia de la descarbonización es que el elemento C en el material de acero reacciona con el elemento H o el elemento O a alta temperatura para formar CH4 o CO. El proceso de descarbonización incluye la difusión del elemento O al interior del material de acero y la difusión del elemento C a el exterior del material de acero, por lo que la capa de descarbonización se puede formar solo cuando la tasa de descarbonización es mayor que la tasa de oxidación. Cuando la tasa de oxidación del material de acero es grande, el fenómeno de descarbonización no será obvio y la capa de descarbonización se oxidará para formar la piel de óxido, pero en la atmósfera de oxidación relativamente débil, puede formar una capa de descarbonización profunda más obvia.
La descarbonización es la pérdida de carbono en la superficie del acero, que generalmente se divide en dos tipos
① Descarbonización parcial
(2) Descarbonización completa (el contenido de carbono en la capa superficial de la muestra de acero es menor que la solubilidad máxima de carbono en ferrita)
(Nota: solo existe tejido ferrítico en la capa completamente descarbonizada).
Para la gran mayoría de los materiales de acero, el fenómeno de descarbonización conducirá al deterioro del rendimiento de los materiales de acero, por lo que la capa de descarbonización se considera un defecto de los materiales de acero, especialmente para algunos aceros especiales (como acero para herramientas, acero para cojinetes, acero rápido, etc.), la capa de descarbonización afecta seriamente su desempeño. El contenido de carbono de la capa descarbonizada en la composición química es menor que el del tejido normal, la cantidad de cementación (Fe3C) en la capa descarbonizada en la metalografía es menor que la del tejido normal, y la resistencia y dureza del capa descarbonizada en las propiedades mecánicas son más bajas que las del tejido normal.
Determinación de la capa descarbonizada
La elección del método y su precisión depende del grado de descarbonización, la microestructura, el contenido de carbono y la forma de los componentes.Generalmente se determina por método metalográfico, método de dureza, método químico o espectroscópico.Detalles específicos que puede consultar: GB/T 224-2008 estándar de determinación de profundidad de capa de descarbonización de acero
DETERMINACIÓN DE LA CAPA TOTAL DECARBONIZADA - EN acero de medio carbono y acero de baja aleación, se distingue por la cantidad relativa de cambio en la composición de la ferrita y otros tejidos.La distancia desde la superficie hasta el punto en que el tejido es indistinguible del tejido matriz se mide por medio de un ocular micrométrico o directamente en la pantalla de vidrio esmerilado del microscopio.Para cada muestra, dentro de un campo de visión en un área de descarbonización profunda y uniforme, se deben realizar varias mediciones al azar (al menos 5 veces), y el valor promedio de estas mediciones se toma como la profundidad total de la capa de descarbonización.Para acero para herramientas, acero para cojinetes y acero para resortes, la profundidad de la capa descarbonizada se mide como la profundidad total de la capa descarbonizada.
DETERMINACIÓN DE LA CAPA DE DESCARBONIZACIÓN COMPLETA -- La capa de DESCARBONIZACIÓN COMPLETA se refiere a la superficie de la muestra después de la descarbonización de toda la organización FERRítica, por lo tanto, la medición debe medirse desde la superficie hasta la presencia de CEMENTITA o PERELITA en ese punto, o la medición de la producción de permeabilidad de organización ferRítica completa para la profundidad de la capa de descarbonización completa.
Efecto de la capa descarbonizada en el rendimiento del proceso
(1) Después de que se forma la capa de descarbonización en la superficie del material de acero, debido a la diferencia entre la superficie y la estructura interna del material de acero y la diferencia de su coeficiente de expansión lineal, la transformación y el cambio de volumen de diferentes tejidos en el El proceso de enfriamiento producirá una gran tensión interna y la formación de la capa de descarbonización conducirá a la disminución de la resistencia de la superficie del acero. En el proceso de mecanizado adicional, la superficie de las piezas puede agrietarse.
(2) Para los materiales de acero que requieren un tratamiento térmico de enfriamiento, el contenido de carbono disminuye después de que se forma la capa de descarbonización en la superficie, y la martensita apagada no puede transformarse o no puede transformarse por completo, lo que resulta en la dureza y resistencia de los materiales de acero. no puede cumplir con los requisitos, y el daño por fatiga de contacto es fácil de ocurrir en el proceso de uso.
(3) La capa de descarbonización del material de acero conduce a la reducción de su resistencia a la fatiga, y el fenómeno de daño por fatiga prematura ocurrirá en el proceso de uso de las piezas y componentes procesados.
(4) la capa de descarbonización (parte negra) formada en la superficie de las partes no se procesa, lo que conducirá a que se reduzca el rendimiento de las partes; Si la profundidad de la capa de descarbonización es menor que la tolerancia de procesamiento, se puede cortar por completo al mecanizar, sin afectar el rendimiento de las piezas; Si la profundidad de la capa descarbonizada es mayor que el margen de procesamiento, no se puede cortar por completo durante el procesamiento mecánico (se retiene parte de la capa descarbonizada), lo que degrada el rendimiento de las piezas. Debido al proceso de forjado inadecuado, la capa de descarbonización en la superficie de las piezas aparece como un fenómeno de acumulación local, y en el proceso de procesamiento no se puede cortar completamente la capa de descarbonización, la capa de descarbonización retenida conducirá a un rendimiento desigual de las piezas , grave puede dar lugar a la chatarra de las piezas.
Medidas para evitar la descarbonización
(1) En el proceso de calentamiento de piezas, intente reducir la temperatura de calentamiento y reduzca el tiempo de calentamiento a alta temperatura, determine una tasa de calentamiento razonable y acorte el tiempo total de calentamiento.
(2) Diseñe un horno de calentamiento con una función especial, controle estrictamente la atmósfera de calentamiento en el horno de calentamiento, de modo que el gas en el horno sea neutral, con un efecto protector.
(3) En el proceso de procesamiento térmico, si se detiene por alguna razón especial, la temperatura del horno de calentamiento debe reducirse para esperar la reanudación del procesamiento y la producción. Si el tiempo de parada es demasiado largo, los materiales a calentar deben sacarse o enfriarse con el horno de calentamiento.
(4) en el proceso de procesamiento de deformación en frío, debe tratar de controlar el número de recocido en el proceso medio y reducir la temperatura de recocido, si es necesario, puede ser un tratamiento de ablandamiento y revenido, para reducir la formación de la capa de descarbonización, las operaciones de tratamiento térmico de recocido y revenido revenido deben llevarse a cabo en el medio protector.
(5) Cuando se calienta a alta temperatura, la superficie del material de acero se puede agregar con una cubierta o protección de revestimiento para evitar la oxidación y la descarbonización del material de acero.
(6) Elija la operación correcta al procesar materiales de acero (como aumentar el margen de mecanizado de las piezas) para asegurarse de que la capa descarbonizada producida pueda cortarse por completo.
