Обезуглероживание — это явление, при котором содержание углерода на поверхности стальной трубы уменьшается в процессе термической обработки. Суть обезуглероживания заключается в том, что атомы углерода в стальной трубе реагируют с атмосферой печи, например, водородом или кислородом, при высоких температурах с образованием метана или оксида углерода.
Обезуглероживание происходит в результате взаимной диффузии атомов при термической обработке. С одной стороны, кислород диффундирует в сталь, а с другой – углерод, содержащийся в стали, диффундирует наружу. Обезуглероживающий слой может образоваться только тогда, когда скорость обезуглероживания превышает скорость окисления. При очень высокой скорости окисления явного явления обезуглероживания может не наблюдаться, то есть железо окисляется с образованием оксидной окалины после образования обезуглероженного слоя. Следовательно, в атмосфере с относительно слабой окислительной средой может образоваться более глубокий обезуглероживающий слой.
Обезуглероживающий слой стальной трубы состоит из двух частей: полного обезуглероживания и частичного обезуглероживания (переходного слоя). Частичное обезуглероживание относится к структуре, которая переходит от полного обезуглероживания к нормальному содержанию углерода в стали. В случае незначительного обезуглероживания иногда наблюдается только частичный обезуглероживающий слой без полного обезуглероживания.
Глубину обезуглероженного слоя можно определить различными методами по изменению состава, структуры и свойств обезуглероженного слоя. В реальном термическом производстве наиболее распространённым методом определения обезуглероженного слоя стали является металлографический метод.
Поверхностное обезуглероживание стальных труб при термической обработке
Контрмеры по предотвращению обезуглероживания в основном следующие:
1) При нагреве заготовки максимально снизить температуру нагрева и время выдержки при высоких температурах; разумно выбрать скорость нагрева, чтобы сократить общее время нагрева;
2) Контролировать соответствующую атмосферу нагрева, чтобы сделать ее нейтральной или использовать нагрев защитным газом;
3) В случае остановки производства в процессе горячей обработки давлением по причине случайных факторов, следует снизить температуру печи и дождаться возобновления процесса. При длительном перерыве заготовку следует вынуть из печи или охладить вместе с печью;
4) при холодной деформации сократить количество промежуточных отжигов и максимально снизить их температуру или заменить высокотемпературный отжиг смягчающим отпуском. При промежуточном отжиге или смягчающем отпуске нагрев следует проводить в защитной среде;
5) При нагреве до высоких температур поверхность стали должна быть защищена покрытиями и обмазками, предотвращающими окисление и обезуглероживание;
6) Правильно проводить процесс термической обработки и увеличивать припуск на обработку заготовки таким образом, чтобы обезуглероженный слой мог быть полностью удален в процессе обработки.
Время публикации: 30 октября 2024 г.