鋼管的脫碳層深度測定與影響因素

鋼管的脫碳層深度測定與影響因素

脫碳是指鋼在加熱時表面碳含量降低的現象。

脫碳是擴散的結果：脫碳時一方面是氧向模具鋼鋼內擴散；另一方面是鋼中的碳向外擴散。

脫碳層深度——從零件表面到碳含量等于基體碳含量的那一點的距離（滲碳軸承鋼制的零件除外）。

d1--完全脫碳層深度

d2--有效脫碳層深度

d3--部分脫碳層深度

d4-總脫碳層深度

a--產品標準中規定的碳含量最小值

b--基體碳含量

金相法

推薦使用金相檢驗來精確觀察試樣從表面到基體隨著碳含量的變化而產生的組織變化：

1、適合：退火、正火態（P+F組織）

2、試樣：檢驗面垂直零件縱軸，不允倒角、卷邊

3、測量：組織變化，表面到與基體組織相同處

4、放大倍數：通常100X，可視情況而定

根據仁成金屬的多年經驗脫碳的組織變化大致有這三種：

亞共析鋼：全鐵素體——鐵素體+珠光體（珠光體量漸增）——基本組織

共析鋼：全鐵素體——鐵素體+珠光體（珠光體量漸增）——珠光體

過共析鋼：全鐵素體——鐵素體+碳化物（碳化物量漸增）——基本組織

案例解析：

成分：C：0.81%；Si：0.18%；Mn：0.33%；

熱處理處理工藝：960℃加熱2.5h爐冷；

組織說明：珠光體減少區域為部分脫碳；

顯微（維氏）硬度法

測量試樣橫截面上沿垂直于表面方向上的顯微硬度值的分布梯度

適合：淬火態鋼（脫碳層在淬硬區內）；

載荷：0.49~4.9N；

界限硬度：協議規定硬度值、硬度平穩出；

深度：表面測到界限硬度處。

洛氏硬度法

表面洛氏硬度測試；

對不允許有脫碳層的產品，直接測定；

對允許有脫碳層產品，去除后測定；

只用于判斷產品是否合格。

測定碳含量法

測定碳含量在垂直于試樣表面方向上的分布梯度，可用于鋼的任何組織狀態

化學分析法：平行于試樣表面逐層剝取每層0.1mm厚的試屑，測定試屑的碳含量

光譜分析法：將試樣逐層磨剝，每層間隔0.1mm，在每一層上進行碳的光譜測定

脫碳層深度——測量從表面到碳含量達到規定數值的那一點的距離。

根據仁成金屬多年的熱處理經驗得出影響鋼脫碳的因素有三種：

1.化學成分：

①碳含量越高脫碳傾向越大，

②W、Al、Si、Co等元素增加模具鋼的脫碳傾向，

③Cr、Mn等元素能阻止模具鋼脫碳；

2.加熱溫度：

隨著加熱溫度的提高，脫碳層深度不斷增加；

3.保溫時間與加熱次數：

保溫時間越長，加熱次數越多，脫碳層越深；

4.爐內氣氛：

脫碳能力最強的介質是水汽，其次是CO2與O2，最后是H2，

CO和CH4則使模具鋼增碳；