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不銹鋼厚壁管的氧化與脫碳
在過熱水蒸氣中把不銹鋼厚壁管制的工具加熱到550℃左右，使其表面產生一層致密而又極強固的氧化膜，以此提高工具耐磨性的蒸氣處理，或者對螺栓等零件，為了防銹與裝飾的目的，使表面形成Fe3O4的發(fā)黑處理等，都屬于從積極方面利用氧化作用的特殊熱處理，它們都是在低溫的特殊氣氛中進行的。但不銹鋼厚壁管普通熱處理中產生的氧化，常常同時伴有脫碳現象，形成氧化皮損害熱處理件的表面質量。
不銹鋼厚壁管的氧化是由氧、二氧化碳和水蒸氣等氧化成分引起的，如果同時存在So2氣體，氧化會更激烈。如圖4.3所示，不銹鋼厚壁管產生氧化膜是通過鐵離子向氧化膜內擴散，并和表面附近的氧離子相結合進行的。在一定溫度下，隨著時間增長，氧化按拋物線形式進行。如圖4.4所示，隨著溫度升高，氧化的量按指數函數關系增加。
脫碳是伴隨氧化而產生的，但在氫與氨裂解氣等還原性氣氛中也發(fā)生脫碳。此時，不銹鋼厚壁管的表面未發(fā)生氧化而保持光亮狀態(tài)，卻由于氣氛中氫的作用引起了脫碳。即是說，氫對不銹鋼厚壁管是強烈的還原性氣體，同時又是弱的脫碳性氣體。如果其中同時存在微量水蒸氣，會顯著增加氫的脫碳作用。
氮氣對不銹鋼厚壁管是中性的，但是，由于它沒有把作為雜質而含有的那怕是少量水蒸氣和氧氣等氧化成分，或由爐門侵入的空氣中的氧等變成還原性氣體的能力，所以，在氮氣中加熱就常伴有氧化和脫碳現象。
圖4.5是與平衡相圖相對比表示的在只引起脫碳的氣氛中，含碳0.7%的不銹鋼厚壁管加熱到800℃保溫，使之發(fā)生脫碳，然后測定的試樣截面上的碳濃度分布情況。由于脫碳是不銹鋼厚壁管中的碳在不銹鋼厚壁管表面與氣氛中的氣體反應而逸出的現象，因此，脫碳的進行受碳從不銹鋼厚壁管內向表面擴散過程的支配。如果已發(fā)生脫碳的表面立即被氧化，就變成氧化皮，不會殘留脫碳層。
不銹鋼管廠要防止或減輕氧化脫碳，廣泛采用以碳氫化合物氣體和空氣作原料制備的放熱式可控氣氛以及吸熱式可控氣氛。
文章作者：不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業(yè)有限公司
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