Hiện tượng khử cacbon trên bề mặt ống thép trong quá trình xử lý nhiệt và các biện pháp phòng ngừa.

Khử cacbon là hiện tượng hàm lượng cacbon trên bề mặt ống thép giảm đi trong quá trình xử lý nhiệt. Bản chất của quá trình khử cacbon là các nguyên tử cacbon trong ống thép phản ứng với không khí trong lò nung như hydro hoặc oxy ở nhiệt độ cao để tạo ra metan hoặc cacbon monoxit.

Quá trình khử cacbon là kết quả của sự khuếch tán lẫn nhau giữa các nguyên tử trong quá trình xử lý nhiệt. Một mặt, oxy khuếch tán vào thép; mặt khác, cacbon trong thép khuếch tán ra ngoài. Lớp khử cacbon chỉ có thể hình thành khi tốc độ khử cacbon vượt quá tốc độ oxy hóa. Khi tốc độ oxy hóa rất cao, hiện tượng khử cacbon rõ rệt có thể không xảy ra, tức là sắt bị oxy hóa tạo thành lớp oxit sau khi lớp khử cacbon được tạo ra. Do đó, trong môi trường có quá trình oxy hóa tương đối yếu, lớp khử cacbon sâu hơn có thể được hình thành.

Lớp khử cacbon của ống thép bao gồm hai phần: lớp khử cacbon hoàn toàn và lớp khử cacbon một phần (lớp chuyển tiếp). Lớp khử cacbon một phần đề cập đến sự chuyển tiếp từ lớp khử cacbon hoàn toàn đến hàm lượng cacbon bình thường của thép. Trong trường hợp khử cacbon không nghiêm trọng, đôi khi chỉ thấy lớp khử cacbon một phần mà không có lớp khử cacbon hoàn toàn.

Độ sâu của lớp khử cacbon có thể được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau tùy thuộc vào sự thay đổi về thành phần, cấu trúc và tính chất của lớp khử cacbon. Trong sản xuất xử lý nhiệt thực tế, phương pháp luyện kim là phương pháp phổ biến nhất để xác định lớp khử cacbon của thép.

Khử cacbon bề mặt trong quá trình xử lý nhiệt ống thép
Các biện pháp đối phó để ngăn ngừa hiện tượng khử cacbon chủ yếu bao gồm:
1) Khi nung nóng phôi, cần giảm nhiệt độ nung và thời gian giữ ở nhiệt độ cao càng nhiều càng tốt; lựa chọn tốc độ nung hợp lý để rút ngắn tổng thời gian nung;
2) Kiểm soát môi trường sưởi ấm thích hợp để tạo ra môi trường trung tính hoặc sử dụng hệ thống sưởi ấm bằng khí bảo vệ;
3) Trong quá trình ép nóng, nếu sản xuất bị gián đoạn do một số yếu tố bất ngờ, cần hạ nhiệt độ lò để chờ sản xuất tiếp tục. Nếu thời gian tạm dừng quá lâu, cần lấy phôi ra khỏi lò hoặc làm nguội cùng với lò;
4) Khi thực hiện biến dạng nguội, hãy giảm số lần ủ trung gian và giảm nhiệt độ ủ trung gian xuống mức thấp nhất có thể, hoặc sử dụng phương pháp làm mềm và ram thay vì ủ ở nhiệt độ cao. Khi thực hiện ủ trung gian hoặc làm mềm và ram, cần tiến hành gia nhiệt trong môi trường bảo vệ;
5) Khi nung nóng ở nhiệt độ cao, bề mặt thép cần được bảo vệ bằng các lớp phủ và lớp bọc để ngăn ngừa quá trình oxy hóa và khử cacbon;
6) Thực hiện đúng quy trình xử lý nhiệt và tăng lượng dư gia công của phôi để lớp khử cacbon có thể được loại bỏ hoàn toàn trong quá trình gia công.