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不銹鋼鍛件鍛造加工脫碳氧化現(xiàn)象是什么原因？

不銹鋼鍛件脫碳

鋼料在加熱時，其表層的碳和爐氣中的某些氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成了鋼料表面 、含碳量降低的現(xiàn)象稱為脫碳。脫碳也是擴散作用的結(jié)果，一方面爐氣中的氧向鋼內(nèi)擴散，另一方面爐氣中的碳向外表面擴散，這樣使鋼在表面形成了含碳量低的脫碳層。從整個過程來看，脫碳層只在脫碳速度超過氧化速度時才能形成。

鋼的含碳量越高，脫碳的傾向越大。某些合金元素增加脫碳傾向。有些合金元素則能阻碳。而Ni和V對脫碳影響不大。爐氣成分中脫碳能力強的介質(zhì)是水蒸氣，其次是co2和02，后是H2,而增加CO量可減少脫碳傾向。在中性介質(zhì)或弱氧化性介質(zhì)中加熱可減少脫碳傾向。加熱溫度越高、加熱時間越長，脫碳越嚴(yán)重。加熱溫度大于1000℃時，由于強烈氧化，脫碳作用較弱。在更高溫度下，由于氧化皮脫落失去保護(hù)作用，脫碳將劇烈發(fā)生。

脫碳使鍛件表面碳坩降低，降低強度和耐磨性能，脫碳層厚度小于加工余量時，對鍛件性能不產(chǎn)生影響，反之就會影響鍛件質(zhì)雖。一般防止氧化的措施，同樣可以防碳。影響脫碳的因素與氧化一樣，主要受鋼的化學(xué)成分、爐氣成分、加熱溫度、加熱時間等因素影響。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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鍛件組織對熱處理后的組織和性能的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面。

①不可改善的組織缺陷：奧氏體和鐵素體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中，沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料，以及一些銅合金和鈦合金等，在鍛造過程中產(chǎn)生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。

②可以得到改善的組織缺陷：在一般過熱的結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織，過共析鋼和軸承鋼由于冷卻不當(dāng)引起的輕微的網(wǎng)狀碳化物等在鍛后熱處理時，鍛件熱處理后仍可獲得滿意的組織和性能。

③ 正常的熱處理較難消除的組織缺陷：例如低倍粗晶、9Cr18不銹鋼、H13的孿晶碳化物等需用高溫正火、反復(fù)正火、低溫分解、高溫擴散退火等措施才能得到改善。

④ 用一般熱處理工藝不能消除的組織缺陷：嚴(yán)重的石狀斷口和棱面斷口、過燒、不銹鋼中的鐵素體帶、萊氏體合金工具鋼中的碳化物網(wǎng)和帶等使熱處理后的鍛件性能下降，甚至不合格。

⑤ 在熱處理時將會進(jìn)一步發(fā)展的組織缺陷：例如，合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶組織，如果鍛后熱處理時未得到改善，在碳、氮共滲和淬火后常引起馬氏體針粗大和性能不合格；高速鋼中的粗大帶狀碳化物，淬火時常引起開裂。

⑥ 如果加熱不當(dāng)，例如加熱溫度過高和加熱時間過長，將會引起脫碳、過熱、過燒等缺陷。

⑦ 鍛后冷卻過程中，如果工藝不當(dāng)可能引起冷卻裂紋、白點等，在熱處理過程中開裂。

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鍛件鍛造廠如何檢驗原材料質(zhì)量？

鍛件廠的生產(chǎn)原材料主要是各類鋼材，在鋼出廠前廠家一般都應(yīng)進(jìn)行檢驗，以合格品供貨，但是通常鍛件廠都是從鋼材銷售公司購買，作為生產(chǎn)鍛件的廠家也應(yīng)該進(jìn)行必要的檢驗。鍛件廠檢驗原材料時可以采用普查或者抽查的方式進(jìn)行。檢驗的項目可以根據(jù)鍛件原材料的種類和鍛造的使用要求確定。

1、抽樣檢查化學(xué)成分。用火花鑒別、磁感應(yīng)法和光譜分析等方法檢查鍛件使用的材料是否出現(xiàn)混裝現(xiàn)象。

2、外觀檢查，確定表面有無缺陷及缺陷的程度、有無脫碳現(xiàn)象。

3、檢驗材料是否符合尺寸與形狀公差的要求。

4、通過斷裂試驗檢查材料內(nèi)部縮孔和白點，通過熱斷裂試驗檢查鍛件原材料的熱脆性。

5、鍛件廠還可以宏觀和微觀的夾雜物檢驗；通過硫印試驗檢查鋼中硫的偏西，并確定其偏析區(qū)。

6、用顯微鏡檢查晶粒度；檢查金相組織。

7、無損檢查超聲波探傷、磁力探傷或渦流檢查。

8、通過鐓粗試驗檢查材料的鐓粗性能；通過拉伸試驗、硬度試驗、沖擊試驗等檢驗力學(xué)性能。

9、淬透性試驗，當(dāng)用一個新爐號的原材料時，鍛件廠先制造一小批鍛件，并進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行檢查，確定出該爐號材料的熱處理制度。

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