A descarbonização refere-se ao fenômeno em que o teor de carbono na superfície do material de aço diminui quando é aquecido. A essência da descarbonização é que o elemento C no material de aço reage com o elemento H ou elemento O em alta temperatura para formar CH4 ou CO. O processo de descarbonização inclui a difusão do elemento O para o interior do material de aço e a difusão do elemento C para a parte externa do material de aço, de modo que a camada de descarbonização pode ser formada somente quando a taxa de descarbonização for maior que a taxa de oxidação. Quando a taxa de oxidação do material de aço é grande, o fenômeno de descarbonização não será óbvio e a camada de descarbonização será oxidada para formar a pele de óxido, mas na atmosfera de oxidação relativamente fraca, pode formar uma camada de descarbonização profunda mais óbvia.
A descarbonização é a perda de carbono na superfície do aço, que geralmente é dividida em dois tipos
① Descarbonização parcial
(2) Descarbonização completa (teor de carbono na camada superficial da amostra de aço é menor que a solubilidade máxima de carbono em ferrita)
(Nota: Apenas tecido ferrítico existe na camada completamente descarbonizada.)
Para a grande maioria dos materiais de aço, o fenômeno de descarbonização levará à deterioração do desempenho dos materiais de aço, de modo que a camada de descarbonização é considerada um defeito dos materiais de aço, especialmente para alguns aços especiais (como aço ferramenta, aço para rolamento, aço rápido, etc.), a camada de descarbonização afeta seriamente seu desempenho. O teor de carbono da camada descarbonizada na composição química é menor que o do tecido normal, a quantidade de cimentação (Fe3C) na camada descarbonizada na metalografia é menor que a do tecido normal, e a resistência e dureza do camada descarbonizada sobre as propriedades mecânicas são menores do que a do tecido normal.
Determinação da camada descarbonizada
A escolha do método e sua precisão dependem do grau de descarbonização, microestrutura, teor de carbono e forma dos componentes.Geralmente é determinado por método metalográfico, método de dureza, método químico ou espectroscópico.Detalhes específicos que você pode consultar: GB/T 224-2008 padrão de determinação da profundidade da camada de descarbonização de aço
Determinação da CAMADA TOTAL DESCARBONIZADA - em aços de médio carbono e aços de baixa liga, distingue-se pela quantidade relativa de alteração na composição da ferrita e outros tecidos.A distância da superfície até o ponto onde o tecido é indistinguível do tecido da matriz é medida por meio de uma ocular micrométrica ou diretamente na tela de vidro fosco do microscópio.Para cada amostra, dentro de um campo de visão em uma área de descarbonização profunda e uniforme, várias medições devem ser feitas aleatoriamente (pelo menos 5 vezes), e o valor médio dessas medições é tomado como a profundidade total da camada de descarbonização.Para aço ferramenta, aço de rolamento e aço de mola, a profundidade da camada descarbonizada é medida como a profundidade total da camada descarbonizada.
Determinação DA CAMADA DE DESCABONIZAÇÃO COMPLETA -- Camada de descarbonização completa refere-se à superfície da amostra após a descorbonização de toda a organização FERRítica, portanto, a medição deve ser feita desde a superfície até a presença de cimentite ou PEARlite naquele ponto, ou medição de a produção de permeabilidade de organização ferrítica completa para a profundidade da camada de descarbonização total.
Efeito da camada descarbonizada no desempenho do processo
(1) Depois que a camada de descarbonização é formada na superfície do material de aço, devido à diferença entre a superfície e a estrutura interna do material de aço e a diferença de seu coeficiente de expansão linear, a transformação e a mudança de volume de diferentes tecidos no O processo de têmpera produzirá um enorme estresse interno e a formação da camada de descarbonização levará à diminuição da resistência da superfície do aço. No processo de usinagem adicional, a superfície das peças pode ser rachada.
(2) Para materiais de aço que requerem tratamento térmico de têmpera, o teor de carbono diminui após a formação da camada de descarbonização na superfície, e a martensita temperada não pode ser transformada ou não pode ser completamente transformada, resultando na dureza e resistência dos materiais de aço não pode atender aos requisitos, e o dano por fadiga de contato é fácil de ocorrer no processo de uso.
(3) A camada de descarbonização do material de aço leva à redução de sua resistência à fadiga, e o fenômeno de dano prematuro à fadiga ocorrerá no processo de uso das peças e componentes processados.
(4) a camada de descarbonização (parte preta) formada na superfície das peças não é processada, o que fará com que o desempenho das peças seja reduzido; Se a profundidade da camada de descarbonização for menor que a tolerância de processamento, ela pode ser totalmente cortada na usinagem, sem afetar o desempenho das peças; Se a profundidade da camada descarbonizada for maior que a permissão de processamento, ela não pode ser completamente cortada durante o processamento mecânico (parte da camada descarbonizada é retida), o que degrada o desempenho das peças. Devido ao processo de forjamento inadequado, a camada de descarbonização na superfície das peças aparece fenômeno de acumulação local e, no processo de processamento, não pode ser completamente cortada a camada de descarbonização, a camada de descarbonização retida levará ao desempenho desigual das peças , graves podem levar ao sucateamento das peças.
Medidas para evitar a descarbonização
(1) No processo de aquecimento de peças, tente reduzir a temperatura de aquecimento e reduza o tempo de aquecimento em alta temperatura, determine uma taxa de aquecimento razoável e encurte o tempo total de aquecimento.
(2) Projete um forno de aquecimento com função especial, controle rigorosamente a atmosfera de aquecimento no forno de aquecimento, de modo que o gás no forno seja neutro, com efeito protetor.
(3) No processo de processamento térmico, se for interrompido devido a alguns motivos especiais, a temperatura do forno de aquecimento deve ser reduzida para aguardar a retomada do processamento e produção. Se o tempo de parada for muito longo, os materiais a serem aquecidos devem ser retirados ou resfriados com o forno de aquecimento.
(4) no processo de processamento de deformação a frio, deve tentar controlar o número de recozimento no meio do processo e reduzir a temperatura de recozimento, se necessário, pode ser tratamento de amolecimento e revenimento, a fim de reduzir a formação da camada de descarbonização, as operações de tratamento térmico de têmpera de recozimento e amolecimento devem ser realizadas no meio de proteção.
(5) Quando aquecido em alta temperatura, a superfície do material de aço pode ser adicionada com cobertura ou proteção de revestimento para evitar a oxidação e descarbonização do material de aço.
(6) Escolha a operação correta ao processar materiais de aço (como aumentar a tolerância de usinagem de peças) para garantir que a camada descarbonizada produzida possa ser completamente cortada.
