关于渗碳温度的问题

大吉利

一般渗碳的温度选择在奥氏体的状态下进行，在硅钢生产中有一道工序叫做脱碳处理，在氨分解气氛下α-Fe进行脱碳，降低材料中的含碳量，据很多资料介绍脱碳为什么在α-Fe基体中进行脱碳，主要是因为碳在α-Fe中扩散速度快，根据这个原理，请指教下，渗碳的时候为什么不选择α-Fe状态下进行渗碳，而是选在γ-Fe状态下进行渗碳？在α-Fe状态下能进行渗碳么？如果在α-Fe状态下进行渗碳会出现什么情况（比如会出现什么样的组织以及缺陷等）？

默默

很简单，因为α-Fe中能固溶的碳含量太低，只有0.0218%

xiulirong

想请问楼主你的硅钢是什么材料在什么炉中脱碳，温度和时间各是多少，我所查的资料是在真空或氢气保护下脱碳，且温度都在800度以上。

大吉利

xiulirong 发表于 2011-7-28 20:36
想请问楼主你的硅钢是什么材料在什么炉中脱碳，温度和时间各是多少，我所查的资料是在真空或氢气保护下脱碳 ...

炉子是公司自己设计自己做的，是在氢气、氮气通入湿气的气氛下进行脱碳处理，及材料中的碳和气氛中的水进行反应而脱碳降低含碳量，一般脱碳温度均是在800℃附近，是在α-Fe的基体上进行脱碳的。如果温度升到γ-Fe的范围时就很困难或者脱不下来碳。

大吉利

默默 发表于 2011-7-28 09:51
很简单，因为α-Fe中能固溶的碳含量太低，只有0.0218%

按照你的说法，我可以得出这个结论：钢中的碳全部以固溶体的形式存在！
但是钢中的碳是全部以固溶体的形式存在么？
还是你给我的解释不够清楚明了？

aaron01

大吉利 发表于 2011-7-29 09:08
按照你的说法，我可以得出这个结论：钢中的碳全部以固溶体的形式存在！
但是钢中的碳是全部以固溶体的形 ...

2楼的解释是对的，奥氏体溶碳能力强，铁素体碳的溶解度很低，所以渗碳在奥氏体状态下进行，碳以间隙固溶方式固溶到铁原子间隙内，造成晶格严重畸变，淬火快冷后，碳化物来不及析出，这种晶格畸变得以保留，大大提高表面强度和耐磨性。
渗碳目的是要得到碳的间隙固溶体，不是要得到碳化物，不在奥氏体区怎么渗？

默默

我在补充一点，因为为α-Fe中能固溶的碳含量太低，最大只有0.0218%，一旦超过这个量，就会以Fe3C的形式存在，而Fe3C是一个成分不变的化合物，不存在浓度梯度，碳不能通过渗碳体再向内扩散。6楼其实解释了我们渗碳淬火的目的，就是利用材料的固溶强化、相变强化和弥散强化。

djh088

参考一下。。。

simon chen

C在铁素体和奥氏体中的溶解度不同

热处理技师

矽钢片含碳量影响磁性，所以有有脱碳工序，是提高磁性的方法

孤鸿踏雪

就楼主提出的问题，与楼主切磋一下：
   1.用氨分解气进行脱碳处理，不怕渗氮吗？
   2.为什么不在α-Fe中渗碳？因为α-Fe的溶碳量很小。在室温时，α-Fe的溶碳量几乎为零，在600°C时，α-Fe的溶碳量只有0.0057％，而在727°C时，α-Fe的溶碳量才达到0.0218％。
   3.为什么要在γ-Fe中渗碳？因为在不同温度下，γ-Fe的饱和溶碳量在0.77~2.11％。
   所以然者何？二者的晶体结构不同，其原子间隙半径也不同。

djh088

孤鸿踏雪 发表于 2011-8-2 08:58
就楼主提出的问题，与楼主切磋一下：
   1.用氨分解气进行脱碳处理，不怕渗氮吗？
   2.为什么不在α-Fe中 ...

脱碳温度是在870℃温度下进行的，那个时候氨气已经完全分解燃烧，不存在渗氮的。其实硅钢片里还有一道工序就是渗氮。。

djh088

孤鸿踏雪 发表于 2011-8-2 08:58
就楼主提出的问题，与楼主切磋一下：
   1.用氨分解气进行脱碳处理，不怕渗氮吗？
   2.为什么不在α-Fe中 ...

硅钢片里是脱碳，不是渗碳。工艺跟普通材料不一样。。

孤鸿踏雪

djh088 发表于 2011-8-2 09:11
脱碳温度是在870℃温度下进行的，那个时候氨气已经完全分解燃烧，不存在渗氮的。其实硅钢片里还有一道工序 ...

为什么不存在渗氮？难道没有870°C碳氮共渗么？
   氨分解所燃烧的是氢气。钢铁表面是氨分解的良好触媒，当氨气与炽热的钢铁工件表面接触的瞬间（有资料介绍只需0.5~1.5s的时间）分解为活性氢原子和活性氮原子，活性氢原子很快结合成分子（即氢气）而排出、燃烧，一部分活性氮原子就会按渗氮原理渗入工件表面，来不及渗入的，就结合成氮分子（即形成氮气）而作为废气排出。

孤鸿踏雪

djh088 发表于 2011-8-2 09:11
脱碳温度是在870℃温度下进行的，那个时候氨气已经完全分解燃烧，不存在渗氮的。其实硅钢片里还有一道工序 ...

关于在870°C是否存在渗氮，请看看这两个帖子1. http://www.rclbbs.com/forum.php? ... 3&fromuid=31405  2. http://www.rclbbs.com/forum.php? ... 5&fromuid=31405

djh088

孤鸿踏雪 发表于 2011-8-2 09:36
关于在870°C是否存在渗氮，请看看这两个帖子1. http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid= ...

碳和氮在α-Fe中的扩散系数Da与温度的关系如下：



因为碳和氮在α- Fe中的扩散激活能低，固溶度小，在冷到700～500℃时碳变为过饱和状态；而氮在300℃以下一变为过饱和状态。碳的扩散系数在720℃时为10-6㎝2/℃，500℃时为5×10-8㎝2/℃; 而氮的扩散系数在300℃以下时为10≤10-10㎝2℃比碳低2～4个数量级.同时在室温下氮在α- Fe中固溶度比碳低的多,所以氮对磁时效影响更大。



含0.005%～0.15%C的冷轧退火时要脱碳,20%H2+80%N2气通过50℃±5℃水温加湿气带入5%～15%水蒸汽入炉露点控制在+35℃～45℃.在这种弱氧化气氛中利用水蒸汽快速脱碳，，，碳在高温下扩散到表面的水蒸汽发生可放生逆反应:       H2O+C          CO+H2当反应达到平衡时,     K 为脱碳反应平衡常数PCO,PH2和PH2O分别CO,H2,和H20的分压PH2O/ PH2比是由气氛中氢量和露点决定的,代表保护气体的氧化性.在脱碳的情况下,PH2O/ PH2控制在0.20～0.28范围内(弱氧性气氛)。因为炉内气体与流动方向与钢带运行方向相反,很容易将脱碳反应形成CO气体排出,使上述反应式往右方脱碳反应方向不断进行。弱氧化性脱碳气氛也是钢带氧化,表面形成氧化膜,有阻碍脱碳作用,因此必须控制好退火温度、时间和气氛( PH2O/ PH2和露点)这三个因素,使脱碳反应在氧化反应之前.影响脱碳的因素还有:，，(1)   相变的影响   (2)   原始碳量的影响  原始碳量愈高脱碳速度越快(图5-24)(3)   钢带厚度的影响   钢带愈薄碳在表面扩散愈快, 脱碳速度加快.(4)硅和铝含量的   (Si+Al)量增高，加速钢种碳的扩散，促进脱碳。因为硅和铝不形成碳化物，有派斥碳原子的作用。

djh088

孤鸿踏雪 发表于 2011-8-2 09:36
关于在870°C是否存在渗氮，请看看这两个帖子1. http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid= ...

硅钢片生产的工艺有别于普通材料。。。。