Обезуглероживание поверхности стальных труб при термообработке и меры его предотвращения.

Обезуглероживание – явление, при котором содержание углерода на поверхности стальной трубы уменьшается в процессе термообработки. Суть обезуглероживания заключается в том, что атомы углерода в стальной трубе реагируют с атмосферой печи, такой как водород или кислород, при высоких температурах, образуя метан или окись углерода.

Обезуглероживание является результатом взаимной диффузии между атомами при термообработке. С одной стороны, кислород диффундирует в сталь; с другой стороны, углерод в стали диффундирует наружу. Обезуглероженный слой может образоваться только тогда, когда скорость обезуглероживания превышает скорость окисления. Когда скорость окисления очень высока, явного явления обезуглероживания не может произойти, то есть железо окисляется с образованием оксидной окалины после образования обезуглероживающего слоя. Поэтому в атмосфере с относительно слабым окислением может образовываться более глубокий обезуглероживающий слой.

Слой обезуглероживания стальной трубы состоит из двух частей: слоя полного обезуглероживания и слоя частичного обезуглероживания (переходного слоя). Слой частичного обезуглероживания относится к переходу от слоя полного обезуглероживания к нормальному содержанию углерода в стали. При незначительном обезуглероживании иногда виден лишь частичный обезуглероживающий слой без полного обезуглероживающего слоя.

Глубину обезуглероженного слоя можно определить различными методами в зависимости от изменения состава, структуры и характеристик обезуглероженного слоя. В реальном термическом производстве наиболее распространенным методом определения обезуглероженного слоя стали является металлографический метод.

Обезуглероживание поверхности термообработки стальных труб

Контрмеры по предотвращению обезуглероживания в основном заключаются в следующем:

1) При нагреве заготовки максимально снижайте температуру нагрева и время пребывания при высоких температурах; разумно выбирайте скорость нагрева, чтобы сократить общее время нагрева;

2) Контролируйте соответствующую нагревательную атмосферу, чтобы сделать ее нейтральной, или используйте нагрев защитным газом;

3) Если во время обработки горячим давлением производство прерывается из-за каких-либо случайных факторов, температуру печи следует снизить, чтобы дождаться возобновления производства. Если время паузы очень велико, заготовку следует вынуть из печи или охладить вместе с печью;

4) При холодном деформировании сократить количество промежуточных отжигов и максимально снизить температуру промежуточных отжигов или использовать размягчение и отпуск вместо высокотемпературного отжига. При проведении промежуточного отжига или размягчения и отпуска нагрев следует проводить в защитной среде;

5) При нагреве при высоких температурах поверхность стали следует защищать покрытиями и покрытиями для предотвращения окисления и обезуглероживания;

6) Правильно провести процесс термообработки и увеличить припуск на обработку заготовки так, чтобы при механической обработке можно было полностью удалить обезуглероженный слой.