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钢材表面状态变化的原因

1.脱碳的产生原因

脱碳是钢表面的氧化速度比碳的扩散速度小时发生的现象。氧化和碳的扩散都是在A1相变点以上的高温下强烈发生的。通过炉内的加热气氛可控制脱碳,氧化性气氛可引起脱碳或者氧化。特别是炉内有水蒸气时,脱碳很严重。

还有,在毛坯锻件的热处理中,预先用喷丸把氧化皮打掉时。若喷丸过分,氧化脱碳就多,对此要加以注意。

2.氧化的产生原因

热处理如热时,钢铁与空气中的氧化合形成氧化铁,这种现象称为氧化。由于氧化生成的膜成为氧化皮。氧化皮能妨碍淬火时的快速冷却,引起所谓淬火软点。一般,氧的氧化速度比碳的扩微速度大时产生氧化皮;反之,产生脱碳。

所以在氧化速度比扩散速度显著大的强氧化性炉气中能产生厚的氧化皮而不发生脱碳。因此,高碳钢( SK )应在强氧化性气氛中退火已成为常识。

通常,高碳钢的氧化皮致密,低碳钢的氧化皮疏松而且易剥落.氧化皮在570℃以上和570℃以下的组成是不同的,在570℃以下时,氧化皮的最外层是Fe2O3,再下层是Fe3O4,最里层是Fe:而在As相变点以上,氧化皮从外到内层的顺序为: Fe2O3, Fe3O4, FeO。

3、其他

(1)鳄皮状油痕

鳄皮状油痕( alligato; skin ;钢表面上附着的油在加热时未完全燃烧,残留在该表面上形成的花纹。因为外观像鳄鱼皮,所以称为鳄皮状油痕,在重油炉内加热时,重油滴在淬火件的表面上易发生鳄皮状油痕,所以必须注意。

(2)出汗

出汗( sweating )是加热或冷却时,熔点低的组成物在钢表面上显示小粒状的现象,因为如人冒汗的状态,所以把这种现象称为出汗。例如高速钢,若加热到近于熔化的温度( 1320℃~1350C )并进行淬火,则表面出汗。根据此汗粒的大小和数量就可知是否是在适当的温度下加热淬火的。

(3)小波

小波纹( wrinkled suriace )是钢在加热中,由于渗碳而熔化温度降低,从而在表面上发生皱纹的现象。它是高速钢在淬火加热中经常发生的一种表面熔化现象。

(4)疣

所谓疣(warls)是把钢放在盐浴炉中加热时,为防止脱碳,在盐浴表面撒木炭粉末。这种炭末粘在零件表面上并且熔化,往往形成如疣状的小粒。通常把它称为疣。总之,疣是渗碳的证据。

(5)鼓泡

钢材在热处理后,由于表面下的气体(主要是氢气)膨胀,在表面上产生鼓泡,这种鼓泡也称为疱疤( blister )酸洗件在加热时经常发生这种现象。

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