材料学-第七讲热处理缺陷及防治.pdfVIP

热处理缺陷及防治

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脱碳

•脱碳

•脱碳是钢加热时外表碳含量降低的现象。脱碳的过

程就是钢中碳在高温下与氢或氧发生作用生成甲烷或一氧

化碳。其化学方程式如下；

•2Fe3C+O2＝6Fe+2CO

•Fe3C+2H2＝3Fe+CH4

•Fe3C+H2O＝3Fe+CO+H2

•Fe3C+CO2＝3Fe+2CO

•这些反响是可逆的，即氢、氧和二氧化碳使钢脱碳，

而甲烷和一氧化碳那么使钢增碳。

•对大多数钢来说，脱碳会使其性能变坏，故均视为

缺陷。特别是高碳工具钢、轴承钢、高速钢及弹簧钢，脱

碳更是一种严重的缺陷。

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脱碳

高速钢的脱碳组织

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脱碳

•脱碳对钢性能的影响

•1.对锻造和热处理等工艺性能的影响

•1〕2Cr13不锈钢加热温度过高，保温时间过长时，

能促使高温δ铁素体在外表过早的形成，使锻件外表的塑

性大大降低，模锻时容易开裂。

•2〕奥氏体锰钢脱碳后，表层将得不到均匀的奥氏

体组织。这不仅使冷变形时的强化达不到要求，而且影响

耐磨性，还可能由于变形不均匀产生裂纹。

•3〕钢的外表脱碳以后，由于表层与心部的组织不

同和线膨胀系数不同，因此淬火时所发生的不同组织转变

及体积变化将引起很大的内应力，同时表层经脱碳后强度

下降，甚至在淬火过程中有时使零件外表产生裂纹。

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脱碳

•脱碳对钢性能的影响

•2.对零件性能的影响

•对于需要淬火的钢，脱碳使其表层的含碳量降低，

淬火后不能发生马氏体转变，或转变不完全，结果得不到

所要求的硬度。

•轴承钢外表脱碳后会造成淬火软点，使用时易发生

接触疲劳损坏；高速工具钢外表脱碳会使红硬性下降。

•由于脱碳使钢的疲劳强度降低，导致零件在使用中

过早地发生疲劳损坏。

•零件上不加工的局部〔黑皮局部〕脱碳层全部保存

在零件上，这将使性能下降。而零件的加工面上脱碳层的

深度如在机械加工余量范围内，可以在加工时切削掉；但

如超过加工余量范围，脱碳层将局部保存下来，使性能下

降。有时因为锻造工艺不当，脱碳层局部堆积，机械加工

时将不能完全去掉而保存在零件上，引起性能不均，严重

时造成零件报废。编辑ppt

45调质4%硝酸酒精腐蚀×200

外表脱碳现象外表组织：铁素体〔白〕+珠光体〔黑〕心部：回火索氏体

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几种常见的热处理缺陷

•防止脱碳的对策

•防止脱碳的对策主要有以下几方面：

•1〕工件加热时，尽可能地降低加热温度及在高温下的停留时

间；合理地选择加热速度以缩短加热的总时间；

•2〕造成及控制适当的加热气氛，使呈现中性或采用保护性气

体加热，为此可采用特殊发计的加热炉〔在脱氧良好的盐浴炉中加热

要比普通箱式炉中加热的脱碳倾向为小〕；

•3〕热压力加工过程中，如果因为一些偶然因素使生产中断

应降低炉温以待生产恢复，如停顿时间很长，那么应将坯料从炉内取

出或随炉降温；

•4〕进行冷变形时尽可能地减少中间退火的次数及降低中间退

火的温度，或者用软化回火代替高温退火。进行中间退火或软化回火