تشير إزالة الكربون إلى ظاهرة انخفاض محتوى الكربون على سطح مادة الفولاذ عند تسخينها. جوهر إزالة الكربون هو أن عنصر C في مادة الصلب يتفاعل مع عنصر H أو عنصر O عند درجة حرارة عالية لتكوين CH4 أو CO. تتضمن عملية إزالة الكربون انتشار عنصر O إلى داخل مادة الصلب وانتشار عنصر C إلى الجزء الخارجي من مادة الفولاذ ، لذلك لا يمكن تشكيل طبقة إزالة الكربون إلا عندما يكون معدل إزالة الكربون أكبر من معدل الأكسدة. عندما يكون معدل أكسدة مادة الصلب كبيرًا ، فإن ظاهرة إزالة الكربون لن تكون واضحة ، وستتأكسد طبقة إزالة الكربون لتشكيل جلد الأكسيد ، ولكن في جو الأكسدة الضعيفة نسبيًا ، يمكن أن تشكل طبقة إزالة كربونية عميقة أكثر وضوحًا.
إزالة الكربون هو فقدان الكربون على سطح الفولاذ ، والذي ينقسم عمومًا إلى نوعين
① إزالة الكربون الجزئي
(2) إزالة الكربون بالكامل (محتوى الكربون في الطبقة السطحية لعينة الصلب أقل من الحد الأقصى للذوبان للكربون في الفريت)
(ملاحظة: لا يوجد سوى النسيج الحديدي في الطبقة منزوعة الكربون تمامًا.)
بالنسبة للغالبية العظمى من المواد الفولاذية ، ستؤدي ظاهرة إزالة الكربون إلى تدهور أداء المواد الفولاذية ، لذلك تُعتبر طبقة إزالة الكربون عيبًا في المواد الفولاذية ، خاصة بالنسبة لبعض أنواع الفولاذ الخاصة (مثل فولاذ الأداة ، والصلب المحمل ، الفولاذ عالي السرعة ، وما إلى ذلك) ، تؤثر طبقة إزالة الكربون بشكل خطير على أدائها. محتوى الكربون في الطبقة منزوعة الكربون على التركيب الكيميائي أقل من تلك الموجودة في الأنسجة الطبيعية ، ومقدار الترابط (Fe3C) في الطبقة المنزوعة الكربون على المعادن أقل من تلك الموجودة في الأنسجة الطبيعية ، وقوة وصلابة المادة طبقة منزوعة الكربون على الخواص الميكانيكية أقل من تلك الموجودة في الأنسجة الطبيعية.
تحديد الطبقة منزوعة الكربون
يعتمد اختيار الطريقة ودقتها على درجة إزالة الكربون والبنية المجهرية ومحتوى الكربون وشكل المكونات.يتم تحديده بشكل عام عن طريق طريقة علم المعادن أو طريقة الصلابة أو الطريقة الكيميائية أو التحليل الطيفي.تفاصيل محددة يمكنك الرجوع إليها: معيار تحديد عمق طبقة إزالة الكربون من الصلب GB / T 224-2008
تحديد الطبقة الكلية منزوعة الكربون - في الفولاذ الكربوني المتوسط والفولاذ منخفض السبائك ، تتميز بالقدر النسبي للتغير في تكوين الفريت والأنسجة الأخرى.يتم قياس المسافة من السطح إلى النقطة التي يتعذر فيها تمييز النسيج عن نسيج المصفوفة عن طريق عدسة ميكرومتر أو مباشرة على الشاشة الزجاجية الأرضية للمجهر.لكل عينة ، داخل مجال رؤية في منطقة إزالة الكربون العميقة المنتظمة ، يجب إجراء العديد من القياسات بشكل عشوائي (على الأقل 5 مرات) ، ويتم أخذ متوسط قيمة هذه القياسات على أنه إجمالي عمق طبقة إزالة الكربون.بالنسبة لأداة الصلب والفولاذ المحمل والصلب الزنبركي ، يتم قياس عمق الطبقة الخالية من الكربون على أنه العمق الكلي للطبقة منزوعة الكربون.
تحديد طبقة إزالة الكربونات الكاملة -- تشير طبقة إزالة الكربونات الكاملة إلى سطح العينة بعد إزالة الكربون من منظمة FERRItic بأكملها ، وبالتالي ، يجب قياس القياس من السطح إلى وجود مادة أو PEARlite تلك النقطة ، أو قياس إنتاج نفاذية منظمة حديدية كاملة لعمق طبقة إزالة الكربون الكاملة.
تأثير الطبقة منزوعة الكربون على أداء العملية
(1) بعد تشكيل طبقة إزالة الكربون على سطح مادة الصلب ، بسبب الاختلاف بين السطح والهيكل الداخلي للمادة الفولاذية والاختلاف في معامل التمدد الخطي ، والتحول وتغير الحجم للأنسجة المختلفة في ستنتج عملية التبريد ضغطًا داخليًا كبيرًا ، وسيؤدي تكوين طبقة إزالة الكربون إلى تقليل قوة سطح الفولاذ. في عملية التصنيع الإضافي ، قد يتشقق سطح الأجزاء.
(2) بالنسبة للمواد الفولاذية التي تتطلب المعالجة الحرارية للتبريد ، ينخفض محتوى الكربون بعد تشكيل طبقة إزالة الكربون على السطح ، ولا يمكن تحويل مارتينسيت المروي أو لا يمكن تحويله بالكامل ، مما يؤدي إلى صلابة وقوة المواد الفولاذية لا يفي بالمتطلبات ، ومن السهل حدوث تلف إجهاد التلامس أثناء عملية الاستخدام.
(3) تؤدي طبقة إزالة الكربون من مادة الفولاذ إلى تقليل قوة إجهادها ، وستحدث ظاهرة تلف التعب المبكر في عملية استخدام الأجزاء والمكونات المعالجة.
(4) عدم معالجة طبقة إزالة الكربون (الجزء الأسود) المتكونة على سطح الأجزاء ، مما يؤدي إلى تقليل أداء الأجزاء ؛ إذا كان عمق طبقة إزالة الكربون أقل من بدل المعالجة ، فيمكن قطعها تمامًا عند المعالجة ، دون التأثير على أداء الأجزاء ؛ إذا كان عمق الطبقة منزوعة الكربون أكبر من بدل المعالجة ، فلا يمكن قطعها تمامًا أثناء المعالجة الميكانيكية (يتم الاحتفاظ بجزء من الطبقة منزوعة الكربون) ، مما يؤدي إلى تدهور أداء الأجزاء. نظرًا لعملية تزوير غير صحيحة ، تظهر طبقة إزالة الكربون على سطح الأجزاء ظاهرة التراكم المحلي ، وفي عملية المعالجة لا يمكن قطع طبقة إزالة الكربون تمامًا ، ستؤدي طبقة إزالة الكربون المحتفظ بها إلى الأداء غير المتكافئ للأجزاء ، خطيرة يمكن أن تؤدي إلى خردة من الأجزاء.
تدابير لمنع إزالة الكربون
(1) في عملية تسخين الأجزاء ، حاول تقليل درجة حرارة التسخين وتقليل وقت التسخين عند درجة حرارة عالية ، وتحديد معدل تسخين معقول ، وتقصير وقت التسخين الإجمالي.
(2) تصميم فرن تسخين بوظيفة خاصة ، والتحكم الصارم في جو التسخين في فرن التسخين ، بحيث يكون الغاز الموجود في الفرن محايدًا ، مع تأثير وقائي.
(3) في عملية المعالجة الحرارية ، إذا توقفت بسبب بعض الأسباب الخاصة ، يجب خفض درجة حرارة فرن التسخين لانتظار استئناف المعالجة والإنتاج. إذا كان وقت التوقف طويلًا جدًا ، فيجب إخراج المواد المراد تسخينها أو تبريدها باستخدام فرن التسخين.
(4) في عملية معالجة التشوه البارد ، يجب محاولة التحكم في عدد التلدين في العملية الوسطى وتقليل درجة حرارة التلدين ، إذا لزم الأمر ، يمكن أن يكون معالجة التليين والتلطيف ، من أجل تقليل تكوين طبقة إزالة الكربون ، يجب إجراء عمليات المعالجة الحرارية بالتلدين والتليين في وسط وقائي.
(5) عند التسخين عند درجة حرارة عالية ، يمكن إضافة سطح مادة الفولاذ مع غطاء أو حماية طلاء لمنع الأكسدة وإزالة الكربون من مادة الفولاذ.
(6) اختر العملية الصحيحة عند معالجة المواد الفولاذية (مثل زيادة بدل التصنيع للأجزاء) لضمان أن الطبقة الخالية من الكربون المنتجة يمكن قطعها تمامًا.
