Dekarbonizacja odnosi się do zjawiska polegającego na tym, że zawartość węgla na powierzchni materiału stalowego zmniejsza się po jego podgrzaniu. Istotą dekarbonizacji jest to, że pierwiastek C w materiale stalowym reaguje z pierwiastkiem H lub pierwiastkiem O w wysokiej temperaturze, tworząc CH4 lub CO. Proces dekarbonizacji obejmuje dyfuzję pierwiastka O do wnętrza materiału stalowego i dyfuzję pierwiastka C do zewnętrzną stronę materiału stalowego, dzięki czemu warstwa dekarbonizacji może być utworzona tylko wtedy, gdy szybkość dekarbonizacji jest większa niż szybkość utleniania. Gdy szybkość utleniania materiału stalowego jest duża, zjawisko dekarbonizacji nie będzie oczywiste, a warstwa dekarbonizacji zostanie utleniona w celu utworzenia skóry tlenkowej, ale w atmosferze stosunkowo słabego utleniania może tworzyć bardziej oczywistą warstwę głębokiej dekarbonizacji.
Dekarbonizacja to utrata węgla na powierzchni stali, która generalnie dzieli się na dwa rodzaje
① Częściowa dekarbonizacja
(2) Całkowita dekarbonizacja (zawartość węgla w warstwie powierzchniowej próbki stali jest niższa niż maksymalna rozpuszczalność węgla w ferrycie)
(Uwaga: w całkowicie zdekarbonizowanej warstwie znajduje się tylko tkanka ferrytyczna.)
W przypadku zdecydowanej większości materiałów stalowych zjawisko dekarbonizacji prowadzi do pogorszenia właściwości użytkowych materiałów stalowych, dlatego warstwa dekarbonizacji jest uważana za wadę materiałów stalowych, zwłaszcza w przypadku niektórych stali specjalnych (takich jak stal narzędziowa, stal łożyskowa, stal szybkotnąca itp.), warstwa dekarbonizacji poważnie wpływa na jej wydajność. Zawartość węgla w zdekarbonizowanej warstwie w składzie chemicznym jest niższa niż w normalnej tkance, ilość cementacji (Fe3C) w zdekarbonizowanej warstwie w metalografii jest mniejsza niż w normalnej tkance, a wytrzymałość i twardość zdekarbonizowana warstwa na właściwości mechaniczne są niższe niż w przypadku normalnej tkanki.
Oznaczanie warstwy zdekarbonizowanej
Wybór metody i jej dokładność zależy od stopnia dekarbonizacji, mikrostruktury, zawartości węgla oraz kształtu elementów.Na ogół określa się ją metodą metalograficzną, metodą twardości, metodą chemiczną lub spektroskopową.Szczegółowe informacje, do których można się odnieść: GB/T 224-2008 standard wyznaczania głębokości warstwy dekarbonizacji stali
Oznaczanie CAŁKOWITEJ WARSTWY ZDEKARBONOWANEJ - W stali średniowęglowej i niskostopowej wyróżnia się względną ilością zmian w składzie ferrytu i innych tkanek.Odległość od powierzchni do punktu, w którym tkanka jest nie do odróżnienia od tkanki matrycy, mierzy się za pomocą okularu mikrometrycznego lub bezpośrednio na szklanym ekranie mikroskopu.Dla każdej próbki, w polu widzenia w głębokim jednolitym obszarze dekarbonizacji, należy wykonać kilka pomiarów losowo (co najmniej 5 razy), a średnią wartość tych pomiarów przyjmuje się jako całkowitą głębokość warstwy dekarbonizacji.W przypadku stali narzędziowej, łożyskowej i sprężynowej, głębokość zdekarbonizowanej warstwy mierzy się jako całkowitą głębokość zdekarbonizowanej warstwy.
WYZNACZENIE PEŁNEJ WARSTWY DEKARBONIZACJI -- PEŁNA DEKARbonizacja odnosi się do powierzchni próbki po dekarbonizacji całej organizacji FERRYTYCZNEJ, dlatego pomiar powinien być mierzony od powierzchni do obecności cementu lub perlitu w tym punkcie lub pomiar wytwarzanie pełnej przepuszczalności organizacji ferrytycznej na głębokość pełnej warstwy dekarbonizacji.
Wpływ warstwy zdekarbonizowanej na wydajność procesu
(1) Po utworzeniu warstwy dekarbonizacji na powierzchni materiału stalowego, ze względu na różnicę między strukturą powierzchniową i wewnętrzną materiału stalowego oraz różnicę jego współczynnika rozszerzalności liniowej, transformacja i zmiana objętości różnych tkanek w proces hartowania spowoduje ogromne naprężenia wewnętrzne, a powstanie warstwy dekarbonizacji doprowadzi do spadku wytrzymałości powierzchni stali. W procesie dalszej obróbki powierzchnia części może ulec pęknięciu.
(2) W przypadku materiałów stalowych wymagających hartowania w obróbce cieplnej zawartość węgla zmniejsza się po utworzeniu warstwy dekarbonizacji na powierzchni, a hartowany martenzyt nie może zostać przekształcony lub nie może zostać całkowicie przekształcony, co powoduje twardość i wytrzymałość materiałów stalowych nie może spełnić wymagań, a uszkodzenie zmęczeniowe styku jest łatwe w procesie użytkowania.
(3) Warstwa dekarbonizacji materiału stalowego prowadzi do zmniejszenia jego wytrzymałości zmęczeniowej, a zjawisko przedwczesnego uszkodzenia zmęczeniowego wystąpi w procesie użytkowania obrabianych części i podzespołów.
(4) warstwa dekarbonizacji (czarna część) utworzona na powierzchni części nie jest przetwarzana, co prowadzi do zmniejszenia wydajności części; Jeśli głębokość warstwy dekarbonizacji jest mniejsza niż naddatek na obróbkę, można ją całkowicie odciąć podczas obróbki, bez wpływu na wydajność części; Jeżeli głębokość warstwy zdekarbonizowanej jest większa niż naddatek obróbkowy, nie można jej całkowicie odciąć podczas obróbki mechanicznej (część warstwy zdekarbonizowanej zostaje zachowana), co pogarsza wydajność części. Ze względu na niewłaściwy proces kucia, w warstwie dekarbonizacji na powierzchni części pojawia się zjawisko miejscowej akumulacji, a w procesie obróbki nie można całkowicie odciąć warstwy dekarbonizacji, zachowana warstwa dekarbonizacji doprowadzi do nierównomiernej pracy części , poważne może prowadzić do złomowania części.
Środki zapobiegające dekarbonizacji
(1) W procesie ogrzewania części spróbuj obniżyć temperaturę ogrzewania i skrócić czas ogrzewania w wysokiej temperaturze, określić rozsądną szybkość ogrzewania i skrócić całkowity czas ogrzewania.
(2) Zaprojektuj piec grzewczy ze specjalną funkcją, ściśle kontroluj atmosferę grzewczą w piecu grzewczym, aby gaz w piecu był neutralny, z efektem ochronnym.
(3) W procesie obróbki cieplnej, jeśli zostanie on zatrzymany z jakichś szczególnych powodów, należy obniżyć temperaturę pieca grzewczego, aby poczekać na wznowienie obróbki i produkcji. Jeśli czas zatrzymania jest zbyt długi, materiały do podgrzania należy wyjąć lub schłodzić za pomocą pieca grzewczego.
(4) w procesie obróbki odkształcania na zimno, powinien starać się kontrolować liczbę wyżarzania w środkowym procesie i obniżyć temperaturę wyżarzania, w razie potrzeby można zmiękczyć i odpuszczać obróbkę, aby zmniejszyć tworzenie się warstwy dekarbonizacji, wyżarzanie i odpuszczanie zmiękczające operacje obróbki cieplnej muszą być przeprowadzane w medium ochronnym.
(5) Po podgrzaniu w wysokiej temperaturze do powierzchni materiału stalowego można dodać powłokę ochronną lub powłokę, aby zapobiec utlenianiu i dekarbonizacji materiału stalowego.
(6) Wybierz prawidłową operację podczas obróbki materiałów stalowych (np. zwiększenie naddatku na obróbkę części), aby zapewnić, że wytworzona warstwa pozbawiona węgla może zostać całkowicie odcięta.
