关于氧化与脱碳的系统讨论

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-11 16:02:24

关于“氧化”和“脱碳”这一对“孪生兄弟”，在论坛已有不少帖子讨论和涉及，但每个帖子的讨论都是支离破碎的，既不系统也不够深入和彻底。而总有一些会员不断发出新帖，为了使坛内一些起点较低的会员对这两个热加工行业最基本的概念有一个比较明晰的认识，希望通过此帖对这两个基本概念进行整合，集中讨论，特发此帖。
希望此帖不仅对原有那些支离破碎的讨论进行规整，而且希望通过此帖进行系统的讨论和交流，彻底弄清二者的定义和内涵、二者的关系、形成条件等，达到资源共享的目的。希望大家踊跃发帖，参与交流和讨论。

spark377 · 发表于 2010-5-11 16:27:19

CP為碳勢平衡用，主要是以材料的含碳量做為機台的設定，以材料含碳量0.65為例，機台設定高於材料會微滲碳，設定低於材料會微脫碳，(1)當產品要求耐磨性會將其CP提高，但會有破裂風險，所以要測試出最佳值，取決於產品的屬性，(2)產品要求彈性又要求不破裂會將機台設定CP小於0.05至0.1，但還要看產品的物性來決定，如材料含碳量0.65，當機台CP設定為0.5且硬度符合要求HRC47-HRC50，這也是合理，因為我們沒有脫碳，此次談的脫碳是硬度很低，因我們的材料厚度很薄，若是脫碳會軟化沒有彈性，。

请教：
１，热处理连续炉碳勢如何设定为较合理?
２，碳勢对工件的性能影响

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-11 17:46:01

本帖最后由 gl9855 于 2010-6-19 09:04 编辑

回复 8# yiryouni

感谢参与！
      钢的氧化，是指铁与氧、二氧化碳、水蒸气、二氧化硫等相互作用生成铁的氧化物的过程，在这个过程中，主要发生以下化学反应：
      1.与氧的反应：                   2Fe+O2—2FeO 6FeO+O2—2Fe3O4 4Fe3O4—6Fe2O3
      2.与二氧化碳的反应：          Fe+CO2—FeO+CO 3FeO+CO2—Fe3O4+CO 2Fe3O4+CO2—3Fe2O3
      3.与H2O（汽）的反应：    Fe+H2O—FeO+H2 3FeO+H2O—Fe3O4+H2    2Fe2O3+H2O—3Fe2O3+H2
      4.与二氧化硫的反应：          3Fe+ So2—FeS+2FeO 2FeS+3O2—2FeO+SO2
      钢的脱碳，是指钢加热是表层含碳量降低的现象。脱碳的过程，就是钢中的碳在高温下与氢或氧发生反应形成甲烷和一氧化碳的过程，在这个过程中，主要发生以下化学反应：
      Fe3C+2H2—3Fe+CH4 2Fe3C+ O2—6Fe+2CO Fe3C+H2O—3Fe+CO+H2 Fe3C+CO2—3Fe+CO。

热火 · 发表于 2012-10-5 16:49:35

我是这么理解的：
1：脱碳了肯定是氧化了。因为发生氧化反应了。
2：氧化未必会脱碳。铁和碳与氧发生反应的条件不同。铁在常温下也可以和氧反应，典型的例子就是铁会生锈；而碳与氧反应是要高温下才能发生，不然自然界中的碳就不存在了。在低温和中温回火时会有氧化色，但并不会发生脱碳。高温回火在未有保户性气氛条件下就会脱碳。
再者，脱碳与否是相对材料本身而言的，对于纯铁，本身含碳量就那么低，何谈脱不脱碳呢，即使脱碳了，在金相显微镜下也不好看出。

杨青海 · 发表于 2010-5-11 16:16:43

我曾发了同样的帖,反映不够!
http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=46814

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-11 16:33:27

回复 3# spark377

参与此帖讨论不局限于渗碳淬火方面。

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-11 16:42:41

本帖最后由孤鸿踏雪于 2013-6-11 15:24 编辑

应该先明确两个最基本的概念：

spark377 · 发表于 2010-5-11 16:53:34

學習,謝謝孤鴻前輩
還是那個問題,如果爐內的cp不黨,在爐溫820左右時是否會造成氧化與脫碳的加速逕行,

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-11 17:02:03

回复 6# spark377

加热介质不同，钢的氧化、脱碳速度亦异，总的说来，由于碳的扩散速度比铁快，脱碳速度总是大于铁的氧化速度。因此，钢件的氧化皮下总存在着一定的脱碳层。

yiryouni · 发表于 2010-5-11 17:24:30

我想问下老师：H2与材料中Fe3C在什么条件下反应？
我在N2保护气氛（含3%H2）中加热，材料脱碳？

yiryouni · 发表于 2010-5-12 10:37:42

回复 9# 孤鸿踏雪

老师：
理论上是这样，但我从炉内气氛含量检测结果来看，Fe3C+2H2—3Fe+CH4 这个反应在N2和H2保护气氛中（加热温度1000度）不能成立。

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-12 10:55:40

回复 10# yiryouni

当然不能成立，原因是，这些反应都是在无保护气氛炉内的情况。保护气氛就是为了防氧化、防脱碳的。

yiryouni · 发表于 2010-5-12 12:51:48

现在结果是在保护气氛炉处理，表面脱碳。

yangxinshan · 发表于 2010-5-12 13:08:27

回复 12# yiryouni

你的气氛只能减少或防止氧化，不能防止脱碳。脱碳是一个平衡扩散过程。在无保护气的空气炉中，一般来说先氧化后脱碳。在有保护气的情况下就要考虑碳势的影响了

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-12 13:09:54

回复 12# yiryouni

我看了你的所谓保护气氛，既然是在1000℃，用N2和H2做保护气体是不可靠的，应以氩气做保护气体才为安全。

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-13 09:35:46

本帖最后由孤鸿踏雪于 2013-6-11 15:25 编辑

氧化速度显著大于碳扩散速度的强氧化气氛设备中，会形成很厚的氧化皮而无脱碳产生。所以高碳钢退火时都在强氧化性气氛炉中进行。

laoguei · 发表于 2010-5-13 21:55:44

“氧化”和“脱碳”都是通过氧的化学反应的结果，氧化是铁和氧的化学反应。脱碳是碳与氧的化学反应。只是先后的问题。

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-15 07:04:59

怎样理解“只有脱碳速度大于氧化速度时，脱碳层才能在钢件表面保留下来，反之，则只能看到氧化层”？

大漠孤雁 · 发表于 2010-5-16 16:41:01

看来热加工行业所讲的“氧化”是一个特定的概念，与普通化学所讲的“氧化”有一定区别。

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-5-16 17:20:35

回复 18# 大漠孤雁

看看这个帖子http://www.rclbbs.com/redirect.p ... 5&fromuid=31405

fengyong · 发表于 2010-5-18 18:44:18

那具体应该采取什么措施来减少和防止脱碳呢

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