Dekarbonizace označuje jev, že obsah uhlíku na povrchu ocelového materiálu klesá, když se zahřívá. Podstatou dekarbonizace je, že prvek C v ocelovém materiálu reaguje s prvkem H nebo prvkem O při vysoké teplotě za vzniku CH4 nebo CO. Proces dekarbonizace zahrnuje difúzi prvku O dovnitř ocelového materiálu a difúzi prvku C do vnější stranu ocelového materiálu, takže dekarbonizační vrstva může být vytvořena pouze tehdy, když je rychlost dekarbonizace větší než rychlost oxidace. Když je rychlost oxidace ocelového materiálu velká, jev dekarbonizace nebude zřejmý a dekarbonizační vrstva bude oxidována za vzniku oxidové kůže, ale v atmosféře relativně slabé oxidace může tvořit zjevnější hlubokou dekarbonizační vrstvu.
Dekarbonizace je ztráta uhlíku na povrchu oceli, která se obecně dělí na dva typy
① Částečná dekarbonizace
(2) Úplná dekarbonizace (obsah uhlíku v povrchové vrstvě vzorku oceli je nižší než maximální rozpustnost uhlíku ve feritu)
(Poznámka: Ve zcela dekarbonizované vrstvě existuje pouze feritická tkáň.)
U velké většiny ocelových materiálů povede jev dekarbonizace ke zhoršení vlastností ocelových materiálů, proto je dekarbonizační vrstva považována za vadu ocelových materiálů, zejména u některých speciálních ocelí (jako je nástrojová ocel, ložisková ocel, rychlořezná ocel atd.), dekarbonizační vrstva vážně ovlivňuje její výkon. Obsah uhlíku v dekarbonizované vrstvě na chemickém složení je nižší než u normální tkáně, množství cementace (Fe3C) v dekarbonizované vrstvě na metalografii je menší než u normální tkáně a pevnost a tvrdost dekarbonizované vrstvy na mechanické vlastnosti jsou nižší než u normální tkáně.
Stanovení dekarbonizované vrstvy
Volba metody a její přesnost závisí na stupni dekarbonizace, mikrostruktuře, obsahu uhlíku a tvaru součástí.Obecně se stanovuje metalografickou metodou, metodou tvrdosti, chemickou nebo spektroskopickou metodou.Konkrétní podrobnosti naleznete v: GB/T 224-2008 standard pro stanovení hloubky vrstvy dekarbonizace oceli
Stanovení CELKOVé dekarbonizované vrstvy - VE středně uhlíkové oceli a nízkolegované oceli se vyznačuje relativním množstvím změn ve složení feritu a jiných tkání.Vzdálenost od povrchu k bodu, kde je tkáň nerozeznatelná od tkáně matrice, se měří pomocí mikrometrického okuláru nebo přímo na zábrusu mikroskopu.Pro každý vzorek v zorném poli v hluboké rovnoměrné dekarbonizační oblasti by mělo být provedeno několik náhodných měření (alespoň 5krát) a průměrná hodnota těchto měření se bere jako celková hloubka dekarbonizační vrstvy.U nástrojové oceli, ložiskové oceli a pružinové oceli se hloubka dekarbonizované vrstvy měří jako celková hloubka dekarbonizované vrstvy.
Stanovení ÚPLNÉ DEKARBONIZAČNÍ VRSTVY -- ÚPLNÁ DEKARbonizační vrstva se vztahuje k povrchu vzorku po dekARbonizaci celé FERRITICKÉ organizace, proto by měření mělo být měřeno od povrchu až po přítomnost Cementitu nebo PEARlitu v tomto bodě nebo měření vytvoření plné propustnosti feritické organizace pro hloubku úplné dekarbonizační vrstvy.
Vliv dekarbonizované vrstvy na výkonnost procesu
(1) Po vytvoření dekarbonizační vrstvy na povrchu ocelového materiálu dochází v důsledku rozdílu mezi povrchovou a vnitřní strukturou ocelového materiálu a rozdílu jeho koeficientu lineární roztažnosti k transformaci a objemové změně různých tkání v proces kalení způsobí obrovské vnitřní pnutí a tvorba dekarbonizační vrstvy povede ke snížení pevnosti povrchu oceli. V procesu dalšího obrábění může dojít k popraskání povrchu dílů.
(2) U ocelových materiálů vyžadujících tepelné zpracování kalením se obsah uhlíku po vytvoření dekarbonizační vrstvy na povrchu snižuje a kalený martenzit nemůže být transformován nebo nemůže být zcela transformován, což má za následek tvrdost a pevnost ocelových materiálů. nemůže splnit požadavky a v procesu používání snadno dochází k poškození kontaktní únavou.
(3) Dekarbonizační vrstva ocelového materiálu vede ke snížení jeho únavové pevnosti a v procesu používání zpracovávaných dílů a součástí dojde k jevu předčasného únavového poškození.
(4) dekarbonizační vrstva (černá část) vytvořená na povrchu dílů není zpracována, což povede ke snížení výkonu dílů; Pokud je hloubka dekarbonizační vrstvy menší než přídavek na zpracování, může být při obrábění zcela odříznuta, aniž by to ovlivnilo výkon dílů; Pokud je hloubka dekarbonizované vrstvy větší než přídavek na zpracování, nelze ji během mechanického zpracování zcela odříznout (část dekarbonizované vrstvy zůstane zachována), což zhoršuje výkon dílů. V důsledku nesprávného procesu kování se u dekarbonizační vrstvy na povrchu dílů objevuje jev místního hromadění a v procesu zpracování nelze dekarbonizační vrstvu úplně odříznout, zadržená dekarbonizační vrstva povede k nerovnoměrnému výkonu dílů , vážné může vést ke šrotu dílů.
Opatření k zamezení dekarbonizace
(1) V procesu zahřívání dílů se snažte snížit teplotu ohřevu a zkrátit dobu ohřevu při vysoké teplotě, určit přiměřenou rychlost ohřevu a zkrátit celkovou dobu ohřevu.
(2) Navrhněte topnou pec se speciální funkcí, přísně kontrolujte topnou atmosféru v topné peci tak, aby plyn v peci byl neutrální, s ochranným účinkem.
(3) Pokud je v procesu tepelného zpracování z nějakých zvláštních důvodů zastaveno, měla by se teplota ohřívací pece snížit, aby se čekalo na obnovení zpracování a výroby. Je-li doba zastavení příliš dlouhá, musí se ohřívané materiály vyjmout nebo ochladit ohřívací pecí.
(4) v procesu zpracování deformací za studena by se měl pokusit řídit počet žíhání ve středním procesu a snížit teplotu žíhání, v případě potřeby může být změkčení a temperování, aby se snížila tvorba dekarbonizační vrstvy, žíhání a změkčování popouštění operace tepelného zpracování musí být prováděny v ochranném médiu.
(5) Při zahřátí na vysokou teplotu může být povrch ocelového materiálu opatřen krycí nebo povlakovou ochranou, aby se zabránilo oxidaci a dekarbonizaci ocelového materiálu.
(6) Zvolte správnou operaci při zpracování ocelových materiálů (jako je zvýšení přídavku na obrábění dílů), abyste zajistili, že vytvořenou dekarbonizovanou vrstvu bude možné zcela odříznout.
