軸承知識
失效形式的一種――氧化脫碳
2022-11-04淬火的目的是提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。而調(diào)制,即淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝,目的是使鋼鐵零部件獲得強度與韌性的良好配合,既有較高的強度,又有優(yōu)良的韌性、塑性、切削性能等,調(diào)質(zhì)處理在熱處理中占有很重要的位置。
調(diào)質(zhì)件大都在比較大的動載荷作用下工作,這類零件主要為各種機器和機構(gòu)的結(jié)構(gòu)件,如軸類、連桿、螺柱、齒輪等,在機床、汽車等制造工業(yè)中用得很普遍。
45鋼淬火溫度在A3+(30~50)℃,在實際操作中,一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快,表面氧化減少,且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化,就需要足夠的保溫時間。如果實際裝爐量大,就需適當(dāng)延長保溫時間。不然,可能會出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但保溫時間過長,也會也出現(xiàn)晶粒粗大,氧化脫碳嚴(yán)重的弊病。
對于需要淬火的鋼,脫碳使其表層的含碳量降低,淬火后不能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)變不完全,結(jié)果得不到要求的硬度。軸承鋼表面脫碳后會形成淬火軟點,使用時易發(fā)生接觸疲勞損壞,高速工具鋼表面脫碳會使紅硬性下降。采用45K冷鐓鋼的螺栓也因為調(diào)質(zhì)處理過程中熱處理爐內(nèi)保護(hù)氣氛不規(guī)范,導(dǎo)致氧化脫碳,Z終讓螺栓斷裂失效了。
脫過碳的組織沒有碳化物,所以組織是很白的,在顯微鏡下是亮白色,其實氧化和脫碳是兩個獨立的過程,鋼在熱處理過程中表面與爐膛空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化物的現(xiàn)象稱為氧化。
鋼在熱處理過程中表面的碳獲得一定能量后脫離表層進(jìn)入爐膛氣氛中,使表面碳含量下降的現(xiàn)象稱為脫碳。
防止脫碳的對策主要有以下幾方面:
1)工件加熱時,盡可能地降低加熱溫度及在高溫下的停留時間;合理地選擇加熱速度以縮短加熱的總時間;
2)造成及控制適當(dāng)?shù)募訜釟夥?,使呈現(xiàn)中性或采用保護(hù)性氣體加熱,為此可采用特殊發(fā)計的加熱爐(在脫氧良好的鹽浴爐中加熱,要比普通箱式爐中加熱的脫碳傾向為小);
3)熱壓力加工過程中,如果因為一些偶然因素使生產(chǎn)中斷,應(yīng)降低爐溫以待生產(chǎn)恢復(fù),如停頓時間很長,則應(yīng)將坯料從爐內(nèi)取出或隨爐降溫;
4)進(jìn)行冷變形時盡可能地減少中間退火的次數(shù)及降低中間退火的溫度,或者用軟化回火代替高溫退火。進(jìn)行中間退火或軟化回火時,加熱應(yīng)在保護(hù)介質(zhì)中進(jìn)行;
5)高溫加熱時,鋼的表面利用覆蓋物及涂料保護(hù)以防止氧化和脫碳;
6)正確的操作及增大工件的加工余量,以使脫碳層在加工時能完全去掉。
(來源:熱處理生態(tài)圈)