إزالة الكربون من سطح الأنابيب الفولاذية أثناء المعالجة الحرارية وإجراءات الوقاية منها

إزالة الكربون هي ظاهرة انخفاض محتوى الكربون على سطح أنبوب فولاذي أثناء المعالجة الحرارية. جوهر عملية إزالة الكربون هو تفاعل ذرات الكربون في الأنبوب الفولاذي مع جو الفرن، مثل الهيدروجين أو الأكسجين، عند درجات حرارة عالية، لتوليد غاز الميثان أو أول أكسيد الكربون.

نزع الكربنة هو نتيجة الانتشار المتبادل بين الذرات أثناء المعالجة الحرارية. من جهة، ينتشر الأكسجين داخل الفولاذ، ومن جهة أخرى، ينتشر الكربون داخل الفولاذ إلى الخارج. لا تتشكل طبقة نزع الكربنة إلا عندما يتجاوز معدل نزع الكربنة معدل الأكسدة. عندما يكون معدل الأكسدة مرتفعًا جدًا، قد لا تحدث ظاهرة نزع كربنة واضحة، أي أن الحديد يتأكسد ليشكل طبقة أكسيدية بعد تكوين طبقة نزع الكربنة. لذلك، في جو ذي أكسدة ضعيفة نسبيًا، يمكن تكوين طبقة نزع كربنة أعمق.

تتكون طبقة إزالة الكربون من الأنبوب الفولاذي من جزأين: طبقة إزالة الكربون بالكامل وطبقة إزالة الكربون جزئيًا (طبقة الانتقال). تشير طبقة إزالة الكربون الجزئي إلى الانتقال من طبقة إزالة الكربون بالكامل إلى محتوى الكربون الطبيعي في الفولاذ. في حالة إزالة الكربون بشكل غير ملحوظ، قد لا تظهر إلا طبقة إزالة الكربون جزئيًا دون طبقة إزالة الكربون بالكامل.

يمكن تحديد عمق الطبقة منزوعة الكربون بطرق متنوعة، وذلك وفقًا للتغيرات في تركيبها وبنيتها وأدائها. في إنتاج المعالجة الحرارية الفعلية، تُعد الطريقة المعدنية هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتحديد طبقة الفولاذ منزوعة الكربون.

إزالة الكربون من سطح الأنابيب الفولاذية بالمعالجة الحرارية
وتتمثل التدابير المضادة لمنع إزالة الكربون بشكل رئيسي في ما يلي:
1) عند تسخين قطعة العمل، قلل من درجة حرارة التسخين ووقت الإقامة في درجات الحرارة العالية قدر الإمكان؛ حدد معدل التسخين بشكل معقول لتقصير إجمالي وقت التسخين؛
2) التحكم في جو التدفئة المناسب لجعله محايدًا أو استخدام التدفئة الغازية الواقية؛
٣) أثناء معالجة الضغط الساخن، في حال توقف الإنتاج لأسباب طارئة، يجب خفض درجة حرارة الفرن لانتظار استئناف الإنتاج. إذا طالت فترة التوقف، فيجب إخراج السبيكة من الفرن أو تبريدها به.
٤) عند إجراء التشوه البارد، يُنصح بتقليل عدد مرات التلدين المتوسط ​​وخفض درجة حرارته قدر الإمكان، أو استخدام التليين والتطبيع بدلاً من التلدين عالي الحرارة. عند إجراء التلدين المتوسط ​​أو التليين والتطبيع، يجب إجراء التسخين في وسط واقٍ.
5) عند التسخين عند درجات حرارة عالية، يجب حماية سطح الفولاذ بالأغطية والطلاءات لمنع الأكسدة وإزالة الكربون؛
6) قم بتشغيل عملية المعالجة الحرارية بشكل صحيح وزيادة بدل التشغيل لقطعة العمل بحيث يمكن إزالة الطبقة منزوعة الكربون تمامًا أثناء التشغيل.