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不锈钢管厂

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不锈钢管的氧化与脱碳
    在过热水蒸气中把不锈钢管制的工具加热到550℃左右,使其表面产生一层致密而又极强固的氧化膜,以此提高工具耐磨性的蒸气处理,或者对螺栓等零件,为了防锈与装饰的目的,使表面形成Fe3O4的发黑处理等,都属于从积极方面利用氧化作用的特殊热处理,它们都是在低温的特殊气氛中进行的。但不锈钢管普通热处理中产生的氧化,常常同时伴有脱碳现象,形成氧化皮损害热处理件的表面质量。

    不锈钢管的氧化是由氧、二氧化碳和水蒸气等氧化成分引起的,如果同时存在So2气体,氧化会更激烈。如图4.3所示,不锈钢管产生氧化膜是通过铁离子向氧化膜内扩散,并和表面附近的氧离子相结合进行的。在一定温度下,随着时间增长,氧化按抛物线形式进行。如图4.4所示,随着温度升高,氧化的量按指数函数关系增加。

    脱碳是伴随氧化而产生的,但在氢与氨裂解气等还原性气氛中也发生脱碳。此时,不锈钢管的表面未发生氧化而保持光亮状态,却由于气氛中氢的作用引起了脱碳。即是说,氢对不锈钢管是强烈的还原性气体,同时又是弱的脱碳性气体。如果其中同时存在微量水蒸气,会显著增加氢的脱碳作用。

    氮气对不锈钢管是中性的,但是,由于它没有把作为杂质而含有的那怕是少量水蒸气和氧气等氧化成分,或由炉门侵入的空气中的氧等变成还原性气体的能力,所以,在氮气中加热就常伴有氧化和脱碳现象。

    图4.5是与平衡相图相对比表示的在只引起脱碳的气氛中,含碳0.7%的不锈钢管加热到800℃保温,使之发生脱碳,然后测定的试样截面上的碳浓度分布情况。由于脱碳是不锈钢管中的碳在不锈钢管表面与气氛中的气体反应而逸出的现象,因此,脱碳的进行受碳从不锈钢管内向表面扩散过程的支配。如果已发生脱碳的表面立即被氧化,就变成氧化皮,不会残留脱碳层。

不锈钢管厂要防止或减轻氧化脱碳,广泛采用以碳氢化合物气体和空气作原料制备的放热式可控气氛以及吸热式可控气氛。

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