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钢铁加热时气体腐蚀的形式

钢铁加热时气体腐蚀的形式
钢铁材料在加热过程中的气体腐蚀可以有多种形式。
1、脱碳    钢在加热过程中表层的碳与加热介质中的脱碳气体(O2、CO2、H2O、H2)相互作用,使钢的表面失去一部分碳,含碳量降低的现象。脱碳也是材料的氧化过程。当炉温在700~850℃存在大量脱碳气氛时容易发生,这是由于此时钢中的碳的扩散速度大于铁表面氧化速度所产生的结果。
2、氧化    材料中的金属元素在加热过程中与氧化性气氛发生作用,形成金属氧化物层(氧化皮)的一种现象。在600℃以上加热普通钢铁时,氧化膜不断增厚,氧化物晶格中积累的弹性应力场使膜与基体的定向关系破坏,并使氧化膜与工件发生开裂、剥离。金属的氧化过程往往伴随着表层的脱碳。当氧化速度很大时脱碳作用不明显。
3、内氧化    在合金内部沿晶界形成氧化物或脱碳区的现象,其深度可达十几个 。金属材料中形成内氧化的倾向与合金中的组元和氧的亲和力大小有关。在钢铁材料中内氧化也是往往发生的,特别是在气体渗碳及碳氮共渗层中常常出现由于内氧化形成的组织缺陷。如内氧化将在渗碳层中形成反常组织,在渗碳体网的周围由于脱碳而形成了异常的自由铁素体网络。
4、生铁肿胀    铸铁在氧化性介质中加热产生严重的晶间气体腐蚀,此时强烈地沿着表层下面的晶界及沿石墨夹杂物进行氧化。因氧化物体积大,使工件的线膨胀率增大,*高可达12~15%而形成生铁肿胀现象,它也可以看成是一种内氧化。
上述的这几种缺陷超过允许的限度时,将严重影响使用性能,甚至造成不可挽救的废品。这些缺陷受到加热介质的成分、加热温度、加热方式等的影响,同时也和金属材料的成分及表面加工状态有关。