Обезуглероживание — это явление, при котором содержание углерода на поверхности стальной трубы уменьшается в процессе термообработки. Суть обезуглероживания заключается в том, что атомы углерода в стальной трубе реагируют с атмосферой печи, например, с водородом или кислородом, при высоких температурах, образуя метан или оксид углерода.
Обезуглероживание является результатом взаимной диффузии атомов в процессе термической обработки. С одной стороны, кислород диффундирует в сталь, с другой — углерод из стали диффундирует наружу. Обезуглероживающий слой может образоваться только тогда, когда скорость обезуглероживания превышает скорость окисления. При очень высокой скорости окисления явных явлений обезуглероживания может не наблюдаться, то есть после образования обезуглероживающего слоя железо окисляется с образованием оксидной пленки. Поэтому в атмосфере с относительно слабым окислением может образоваться более глубокий обезуглероживающий слой.
Обезуглероживающий слой стальной трубы включает две части: слой полного обезуглероживания и слой частичного обезуглероживания (переходный слой). Слой частичного обезуглероживания представляет собой структуру, обеспечивающую переход от слоя полного обезуглероживания к нормальному содержанию углерода в стали. В случае незначительного обезуглероживания иногда наблюдается только слой частичного обезуглероживания без слоя полного обезуглероживания.
Глубину обезуглероживающего слоя можно определить различными методами в зависимости от изменений в его составе, структуре и характеристиках. В реальных условиях термообработки наиболее распространенным методом определения толщины обезуглероживающего слоя стали является металлографический метод.
Обезуглероживание поверхности стальной трубы после термообработки
К основным мерам предотвращения обезуглероживания относятся следующие:
1) При нагреве заготовки максимально снизьте температуру нагрева и время выдержки при высоких температурах; разумно выберите скорость нагрева, чтобы сократить общее время нагрева;
2) Контролируйте соответствующую атмосферу нагрева, чтобы она была нейтральной, или используйте защитный газовый нагрев;
3) В процессе горячей обработки под давлением, если производство прерывается из-за каких-либо аварийных факторов, температуру печи следует понизить и дождаться возобновления производства. Если пауза очень длительная, заготовку следует извлечь из печи или охладить вместе с ней;
4) При холодной деформации следует сократить количество промежуточных отжигов и максимально снизить температуру промежуточных отжигов, или использовать размягчение и отпуск вместо высокотемпературного отжига. При проведении промежуточного отжига или размягчения и отпуска нагрев следует осуществлять в защитной среде;
5) При нагреве до высоких температур поверхность стали следует защищать покрытиями и напылениями для предотвращения окисления и обезуглероживания;
6) Правильно провести процесс термообработки и увеличить припуск на обработку заготовки таким образом, чтобы обезуглероженный слой был полностью удален в процессе обработки.
Дата публикации: 30 октября 2024 г.