Sự khử cacbon 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 khí quyển lò nung như hydro hoặc oxy ở nhiệt độ cao để tạo ra khí mê-tan hoặc cacbon monoxit.

Sự 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 không thể xảy ra rõ ràng, tức là sắt bị oxy hóa tạo thành cặn oxit sau khi lớp khử cacbon được tạo thành. Do đó, trong môi trường có mức độ oxy hóa tương đối yếu, lớp khử cacbon có thể hình thành sâu hơn.

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

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 hiệu suất khử cacbon. Trong sản xuất xử lý nhiệt thực tế, phương pháp kim loại học là phương pháp phổ biến nhất để xác định lớp khử cacbon của thép.

Xử lý nhiệt khử cacbon bề mặt ống thép
Các biện pháp đối phó để ngăn ngừa quá trình thoát cacbon chủ yếu như sau:
1) Khi gia nhiệt phôi, phải giảm nhiệt độ gia nhiệt và thời gian lưu ở nhiệt độ cao càng nhiều càng tốt; lựa chọn tốc độ gia nhiệt hợp lý để rút ngắn tổng thời gian gia nhiệt;
2) Kiểm soát môi trường sưởi ấm thích hợp để tạo môi trường trung tính hoặc sử dụng hệ thống sưởi ấm bằng khí bảo vệ;
3) Trong quá trình gia công áp suất nóng, nếu sản xuất bị gián đoạn do một số yếu tố bất ngờ, cần hạ nhiệt độ lò xuống để chờ sản xuất tiếp tục. Nếu thời gian tạm dừng quá dài, cần lấy phôi ra khỏi lò hoặc làm nguội cùng lò;
4) Khi thực hiện biến dạng nguội, cần giảm số lần ủ trung gian và giảm nhiệt độ ủ trung gian càng nhiều càng tốt, hoặc sử dụng phương pháp làm mềm và ram thay cho ủ nhiệt độ cao. Khi thực hiện ủ trung gian hoặc làm mềm và ram, cần gia nhiệt trong môi trường bảo vệ;
5) Khi nung ở nhiệt độ cao, bề mặt thép phải được bảo vệ bằng lớp phủ và lớp phủ để chống oxy hóa và khử cacbon;
6) Vận hành đúng quy trình xử lý nhiệt và tăng dung sai gia công của phôi để có thể loại bỏ hoàn toàn lớp khử cacbon trong quá trình gia công.