許多16mn無縫鋼管的使用壽命與16mn無縫鋼管的表麵脫碳程度有關。例如,鋼絲繩的使用壽命主要取決於它的疲勞強度與耐磨性(xìng),如果鋼絲繩表麵脫碳超標,就會減少表層中作為(wéi)強化相(xiàng)和耐磨相的(de)碳化物(wù),因而將直接影響這兩項使用性能(néng)。此外,工具鋼、軸承鋼的表麵脫碳層如不清除幹淨,將使工具鋼、軸承鋼表(biǎo)麵層硬度和耐磨(mó)性降低,並且(qiě)在淬火時,由於(yú)裏外(wài)層體積變化不同而使工件表麵形成裂紋。因此,如何防止16mn無縫(féng)鋼管的表麵脫碳是生產工藝中應該注意的一個問題。國(guó)外進口盤條的脫碳層為0.02~0.04mm,日本神戶的盤條表麵可(kě)以做到無脫碳,而國內同(tóng)類(lèi)產品脫碳層平均深度超過0.05mm。需(xū)要采取措施來(lái)改變這種狀(zhuàng)況(kuàng)。
解(jiě)決表麵脫碳問題,關鍵在熱處理工(gōng)序上。由於脫碳與鋼絲的氧化是同時進行的,因此,隻要在熱處理過程中盡量使鋼絲少與空氣接觸(chù)就可達到改善脫碳的目的。例如,美國彈簧鋼絲公司采用雙鉛槽油淬回(huí)火來處理氣門簧(huáng)用鋼絲,取得了(le)理想效果。該生產流程是(shì):第一個熔融鉛槽起鋼絲奧氏體化作用,預先將鉛液加熱到871℃,鋼絲在鉛液中通過,實現奧氏體化,然(rán)後進入油槽中淬火,再進入第二個熔融鉛槽回火(482℃)。由於鋼絲在(zài)熔融鉛中不與空氣接觸,有效避(bì)免了脫碳。采用這種工藝需要解決的主要問題是如何防止鉛塵汙染。
16mn無縫鋼管造成表麵脫碳的氣氛主要是氧氣、水蒸氣及二氧化碳(tàn)等氧化性氣體。當這些氧化性氣體與受熱(rè)鋼絲表麵接觸時(shí),氧化(huà)與脫碳(tàn)同時發生;由於鐵中的固溶碳與這些氣(qì)體的親(qīn)合力比較大,所以表(biǎo)麵上的碳先脫掉了。上述這些氣體一般是從爐外帶進去的;16mn無縫鋼管表麵的氧化鐵皮、鐵鏽(xiù)以及冷拔後鋼絲(sī)表麵上的殘留物,入爐加熱後(hòu)也會分解,反(fǎn)應生(shēng)成一些氧化性氣體。我們可以有目的地控製爐內氣(qì)氛,使之處於還原性(xìng)狀態,就能有效避免表麵脫碳。例(lì)如,控製爐內二氧化碳與一氧化(huà)碳的比例,在平(píng)衡點時,既不(bú)氧化(huà)也不脫碳(tàn);在二氧化碳比例超過平衡(héng)點時,發生氧化(huà)和脫碳;低於平衡點時則不發生氧化和脫碳。平衡點的具體數值要(yào)根據16mn無縫鋼管的含碳量和溫度來計算。
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