Обезуглероживание - Decarburization

Обезуглероживание (или же декарбонизация) - процесс, противоположный науглероживание, а именно сокращение углерод содержание.

Этот термин обычно используется в металлургии, описывая снижение содержания углерод в металлы (обычно стали ). Обезуглероживание происходит, когда металл нагревается до температуры 700 ° C или выше, когда углерод в металле вступает в реакцию с газами, содержащими кислород или же водород.^[1] Удаление углерода удаляет твердые карбидные фазы, что приводит к размягчению металла, в первую очередь на поверхностях, которые контактируют с обезуглероживающим газом.

Обезуглероживание может быть как полезным, так и вредным, в зависимости от области применения, в которой будет использоваться металл. Таким образом, это как то, что может быть сделано намеренно как этап производственного процесса, так и то, что происходит как побочный эффект процесса (например, прокатка ) и должны быть либо предотвращены, либо позже обращены вспять (например, путем науглероживания).

Механизм обезуглероживания можно описать как три различных события: реакция на поверхности стали, межузельная диффузия атомов углерода и растворение карбидов в стали.^[2]

Химические реакции

Наиболее частые реакции:

{ displaystyle { ce {C + CO2 <=> 2CO}}}

также называется Реакция Будуара

{ displaystyle { ce {C + H2O <=> CO + H2}}}

{ displaystyle { ce {C + 2H2 <=> CH4}}}

Другие реакции^[1]

{ displaystyle { ce {C + 1 / 2O2 -> CO}}}

{ displaystyle { ce {C + O2 -> CO2}}}

{ Displaystyle { ce {C + FeO -> CO + Fe}}}

Электротехническая сталь

Электротехническая сталь один из материалов, в производстве которого используется обезуглероживание. Чтобы атмосферные газы не вступали в реакцию с самим металлом, электротехническая сталь отожженный в атмосфере азот, водород, и водяной пар, где окисление утюг специально предотвращается пропорциями водорода и водяного пара, так что единственным реагирующим веществом является углерод, превращающийся в монооксид углерода.^[1]

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь содержит присадки, которые сильно окисляются, такие как хром и молибден. Такие стали можно обезуглероживать только путем реакции с сухим водородом, который не содержит воды, в отличие от влажного водорода, который производится с добавлением воды и может использоваться для обезуглероживания.^[1]

В качестве побочного эффекта

Случайное обезуглероживание может отрицательно сказаться на свойствах поверхности продуктов (где желательно содержание углерода), если оно выполняется во время термическая обработка или после прокатки или ковки, потому что материал подвергается воздействию только на определенную глубину в зависимости от температуры и продолжительности нагрева.^[1] Этого можно избежать, используя инертный или пониженное давление атмосфера, применение резистивный нагрев на короткое время, ограничивая время, в течение которого материал находится в состоянии сильного нагрева, как это делается в печи с шагающими балками, или посредством восстановительной цементации, при которой используется углеводород атмосфера для переноса углерода на поверхность материала во время отжига.^[1] Обезуглероженный поверхностный материал также можно удалить с помощью шлифование.^[1]

Смотрите также

внешняя ссылка

Защита от обезуглероживания с помощью кресс-печей

[TSB-1] а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм Шварцман, Л.А. (1973). «Обезуглероживание». Большая Советская Энциклопедия (Печать) (3-е изд.). Нью-Йорк: Макмиллан. Доступно на английском языке здесь и в оригинальном русском здесь.

[Alvarenga-2] Альваренга HD, Ван де Путте Т., Ван Стинберг Н., Сиетсма Дж., Террин Х. (апрель 2009 г.). «Влияние морфологии и микроструктуры карбидов на кинетику поверхностного обезуглероживания C-Mn сталей». Металл Матер Транс А. 46: 123–133. Дои:10.1007 / s11661-014-2600-у.

[1]

[2]