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不銹鋼鍛件鍛造加工脫碳氧化現(xiàn)象是什么原因？

不銹鋼鍛件脫碳

鋼料在加熱時，其表層的碳和爐氣中的某些氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成了鋼料表面 、含碳量降低的現(xiàn)象稱為脫碳。脫碳也是擴(kuò)散作用的結(jié)果，一方面爐氣中的氧向鋼內(nèi)擴(kuò)散，另一方面爐氣中的碳向外表面擴(kuò)散，這樣使鋼在表面形成了含碳量低的脫碳層。從整個過程來看，脫碳層只在脫碳速度超過氧化速度時才能形成。

鋼的含碳量越高，脫碳的傾向越大。某些合金元素增加脫碳傾向。有些合金元素則能阻碳。而Ni和V對脫碳影響不大。爐氣成分中脫碳能力強(qiáng)的介質(zhì)是水蒸氣，其次是co2和02，后是H2,而增加CO量可減少脫碳傾向。在中性介質(zhì)或弱氧化性介質(zhì)中加熱可減少脫碳傾向。加熱溫度越高、加熱時間越長，脫碳越嚴(yán)重。加熱溫度大于1000℃時，由于強(qiáng)烈氧化，脫碳作用較弱。在更高溫度下，由于氧化皮脫落失去保護(hù)作用，脫碳將劇烈發(fā)生。

脫碳使鍛件表面碳坩降低，降低強(qiáng)度和耐磨性能，脫碳層厚度小于加工余量時，對鍛件性能不產(chǎn)生影響，反之就會影響鍛件質(zhì)雖。一般防止氧化的措施，同樣可以防碳。影響脫碳的因素與氧化一樣，主要受鋼的化學(xué)成分、爐氣成分、加熱溫度、加熱時間等因素影響。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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不銹鋼鍛件容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕有以下原因：

1、不銹鋼系鈍化型耐蝕金屬，依靠與介質(zhì) 的氧化反應(yīng)形成純化膜提高耐蝕性。在應(yīng)力作用下產(chǎn)生滑移變形，使鈍化膜，露出新鮮的金屬 面在介質(zhì)中恢復(fù)較大的腐蝕速度，發(fā)生陽極溶解，同時又產(chǎn)生陽極極化，產(chǎn)生新的鈍化膜。如此持續(xù)反復(fù)致使產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。在中性氯化物水 溶液中要不斷形成鈍化膜，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，介質(zhì)中 必須存在氧或氧化劑。

2、奧氏體不銹鋼除可在氯化物水溶液中產(chǎn) 生應(yīng)力腐蝕外,在高溫濃堿中亦可產(chǎn)生堿脆型應(yīng) 力腐蝕。在石油加氫反應(yīng)器中,300 ~450 T時石 油中的有機(jī)硫可在催化劑作用下形成H2S，并在 不銹鋼表面生成FeS。設(shè)備停車時,FeS與濕空氣 作用生成連多硫酸,易在不銹鋼的焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生晶間型應(yīng)力腐蝕。不銹鋼壓力容器的堿脆和連多硫酸應(yīng) 力腐蝕都是經(jīng)典的應(yīng)力腐蝕。

3、氯離子濃度越高，不銹鋼越易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。壓力容器中的液相介質(zhì)是流動的,大部分區(qū)域的氯化物水溶液在流動時可以保持比較穩(wěn)定 的氯離子含量。但壓力容器的某些區(qū)域介質(zhì)流通 不暢,如列管式換熱器的換熱管與管板的脹管區(qū)， 換熱管外側(cè)與管板孔內(nèi)側(cè)有縫隙，介質(zhì)進(jìn)人后很 難流通,在有較高溫度時，水會汽化揮發(fā),死區(qū)中 氯離子的濃度會逐漸提高、濃縮，在水中氯離子濃度為幾個ppm時，分析死區(qū)中介質(zhì)的氯離子濃度 常達(dá)上萬ppm。這些死區(qū)更容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。

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在鍛件的生產(chǎn)過程中，鍛造加工是一個重要的塑性變形過程，因此鍛造工藝不當(dāng)引起的缺陷通常有以下幾種：

閃光裂紋

飛邊裂紋是模鍛和修邊過程中分型面產(chǎn)生的裂紋。閃光裂紋的原因可能是：①在模鍛操作中，由于沉重的打擊，金屬強(qiáng)烈流動，產(chǎn)生穿透肋的現(xiàn)象。②鎂合金模鍛件切邊溫度過低；銅合金模鍛件的切邊溫度過高。

分型面裂紋

分型面裂紋是指沿鍛件分型面的裂紋。原材料中含有大量非金屬夾雜物，它們在模鍛過程中流動并集中到分型面，或模鍛過程中擠壓飛邊后收縮管的殘余物經(jīng)常形成分型面裂紋。

折疊

褶皺是在金屬變形過程中被氧化的表面金屬熔化而形成的。它可以由兩個（或多個）金屬對流匯合而成；它也可以由金屬的快速大流量形成，使相鄰零件的表面金屬流動，并使兩者會聚；它也可以通過變形形成，金屬通過彎曲和回流形成；它也可以通過部分金屬的部分變形和被壓入金屬的另一部分而形成。折疊與原材料和毛坯的形狀、模具的設(shè)計、成形工藝的安排、潤滑和鍛造的實際操作等有關(guān)。折疊不僅減少了零件的承載面積但由于此處的應(yīng)力集中，零件也經(jīng)常成為疲勞源。

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