許多16mn無縫鋼管的使用壽命與16mn無縫鋼管的表面脫碳程度有關(guān)。例如,鋼絲繩的使用壽命主要取決于它的疲勞強(qiáng)度與耐磨性,如果鋼絲繩表面脫碳超標(biāo),就會減少表層中作為強(qiáng)化相和耐磨相的碳化物,因而將直接影響這兩項使用性能。此外,工具鋼、軸承鋼的表面脫碳層如不清除干凈,將使工具鋼、軸承鋼表面層硬度和耐磨性降低,并且在淬火時,由于里外層體積變化不同而使工件表面形成裂紋。因此,如何防止16mn無縫鋼管的表面脫碳是生產(chǎn)工藝中應(yīng)該注意的一個問題。國外進(jìn)口盤條的脫碳層為0.02~0.04mm,日本神戶的盤條表面可以做到無脫碳,而國內(nèi)同類產(chǎn)品脫碳層平均深度超過0.05mm。需要采取措施來改變這種狀況。
解決表面脫碳問題,關(guān)鍵在熱處理工序上。由于脫碳與鋼絲的氧化是同時進(jìn)行的,因此,只要在熱處理過程中盡量使鋼絲少與空氣接觸就可達(dá)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火來處理氣門簧用鋼絲,取得了理想效果。該生產(chǎn)流程是:第一個熔融鉛槽起鋼絲奧氏體化作用,預(yù)先將鉛液加熱到871℃,鋼絲在鉛液中通過,實(shí)現(xiàn)奧氏體化,然后進(jìn)入油槽中淬火,再進(jìn)入第二個熔融鉛槽回火(482℃)。由于鋼絲在熔融鉛中不與空氣接觸,有效避免了脫碳。采用這種工藝需要解決的主要問題是如何防止鉛塵污染。
16mn無縫鋼管造成表面脫碳的氣氛主要是氧氣、水蒸氣及二氧化碳等氧化性氣體。當(dāng)這些氧化性氣體與受熱鋼絲表面接觸時,氧化與脫碳同時發(fā)生;由于鐵中的固溶碳與這些氣體的親合力比較大,所以表面上的碳先脫掉了。上述這些氣體一般是從爐外帶進(jìn)去的;16mn無縫鋼管表面的氧化鐵皮、鐵銹以及冷拔后鋼絲表面上的殘留物,入爐加熱后也會分解,反應(yīng)生成一些氧化性氣體。我們可以有目的地控制爐內(nèi)氣氛,使之處于還原性狀態(tài),就能有效避免表面脫碳。例如,控制爐內(nèi)二氧化碳與一氧化碳的比例,在平衡點(diǎn)時,既不氧化也不脫碳;在二氧化碳比例超過平衡點(diǎn)時,發(fā)生氧化和脫碳;低于平衡點(diǎn)時則不發(fā)生氧化和脫碳。平衡點(diǎn)的具體數(shù)值要根據(jù)16mn無縫鋼管的含碳量和溫度來計算。
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