Die Entkohlung ist das Phänomen, bei dem der Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche eines Stahlrohrs während der Wärmebehandlung abnimmt. Dabei reagieren die Kohlenstoffatome im Stahlrohr bei hohen Temperaturen mit der Ofenatmosphäre, beispielsweise mit Wasserstoff oder Sauerstoff, und bilden Methan oder Kohlenmonoxid.
Die Entkohlung ist das Ergebnis der gegenseitigen Diffusion von Atomen während der Wärmebehandlung. Sauerstoff diffundiert in den Stahl, Kohlenstoff diffundiert nach außen. Die Entkohlungsschicht bildet sich nur, wenn die Entkohlungsrate die Oxidationsrate übersteigt. Bei sehr hoher Oxidationsrate tritt keine deutliche Entkohlung auf; das Eisen oxidiert und bildet nach der Entkohlungsschichtbildung eine Oxidschicht. Daher kann sich in einer Atmosphäre mit relativ geringer Oxidation eine tiefere Entkohlungsschicht ausbilden.
Die Entkohlungsschicht des Stahlrohrs besteht aus zwei Teilen: der vollständig entkohlten Schicht und der partiellen Entkohlungsschicht (Übergangsschicht). Die partielle Entkohlungsschicht bezeichnet den Übergang von der vollständig entkohlten Schicht zum normalen Kohlenstoffgehalt des Stahls. Bei geringer Entkohlung ist mitunter nur eine partielle Entkohlungsschicht ohne vollständige Entkohlung vorhanden.
Die Tiefe der entkohlten Schicht lässt sich anhand der Veränderungen in Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften des entkohlten Materials mit verschiedenen Methoden bestimmen. In der praktischen Wärmebehandlung ist die metallografische Untersuchung die gebräuchlichste Methode zur Bestimmung der entkohlten Schicht von Stahl.
Oberflächenentkohlung der Wärmebehandlung von Stahlrohren
Die Gegenmaßnahmen zur Verhinderung der Entkohlung sind im Wesentlichen folgende:
1) Beim Erhitzen des Werkstücks die Heiztemperatur und die Verweilzeit bei hohen Temperaturen so weit wie möglich reduzieren; die Heizgeschwindigkeit so wählen, dass die gesamte Heizzeit verkürzt wird;
2) Die geeignete Heizatmosphäre so regeln, dass sie neutral ist, oder eine Schutzgasheizung verwenden;
3) Sollte es während der Heißpressverarbeitung aufgrund unvorhergesehener Ereignisse zu einer Produktionsunterbrechung kommen, ist die Ofentemperatur zu senken, um die Wiederaufnahme der Produktion abzuwarten. Bei längeren Unterbrechungszeiten ist der Rohling aus dem Ofen zu entnehmen oder im Ofen abzukühlen.
4) Bei der Kaltverformung sollten die Anzahl der Zwischenglühvorgänge und deren Temperatur so weit wie möglich reduziert oder anstelle des Hochtemperaturglühens ein Weichglühen und Anlassen angewendet werden. Beim Zwischenglühen oder Weichglühen und Anlassen sollte die Erwärmung in einem Schutzmedium erfolgen.
5) Bei Erhitzung auf hohe Temperaturen sollte die Oberfläche des Stahls durch Abdeckungen und Beschichtungen geschützt werden, um Oxidation und Entkohlung zu verhindern;
6) Führen Sie den Wärmebehandlungsprozess korrekt durch und erhöhen Sie die Bearbeitungszugabe des Werkstücks, damit die entkohlte Schicht während der Bearbeitung vollständig entfernt werden kann.
Veröffentlichungsdatum: 30. Oktober 2024