鋼鐵零件在加熱的過程中，加熱的方式一般有三種，即傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。加熱的介質(zhì)按對(duì)零件表面有無影響，分為空氣、可控氣氛或保護(hù)氣氛、流動(dòng)粒子、鹽浴、真空等幾種。其中對(duì)零件基本無影響的為真空、可控氣氛或保護(hù)氣氛等。
1、鋼在無保護(hù)氣氛下加熱時(shí)常常發(fā)生氧化反應(yīng)，表面氧化的同時(shí)伴隨表面脫碳，所以我們通常說氧化脫碳，其實(shí)氧化和脫碳是兩個(gè)獨(dú)立的過程。
2、氧化的機(jī)理：在一般的氣體介質(zhì)（如空氣）中，02、C02和水蒸氣等是氧化脫碳性強(qiáng)的氣體，它們一般按下列化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，從而造成鋼的表面被氧化，即鋼在氧化性氣氛中加熱，在零件的表面將產(chǎn)生氧化層，分析表明氧化層從表到里依次為Fe203、Fe304、Fe0，其形成的機(jī)理為表面的氧氣含量高，與鐵強(qiáng)烈作用生成Fe203，中間部分為Fe304，內(nèi)層形成了氧含量較低的Fe0，另外隨著爐內(nèi)氧含量的增加和加熱溫度的提高氧化層的厚度會(huì)不斷增加。在實(shí)際的熱處理過程中要將氧化性氣氛消除，并確保工藝溫度符合技術(shù)要求。
3、氧化通常是在5 2 5℃以上發(fā)生的，鋼鐵與空氣中的氧結(jié)合形成氧化鐵，它低于脫碳的溫度。氧化擴(kuò)展的快慢程度取決于固溶體的成分，作為工具鋼，其中的鉻含量以及碳化物相的特性影響較大。高碳鋼的氧化皮十分致密，而低碳鋼的則疏松易于剝落，在5 70℃以下形成的氧化物由表到里依次為Fe203、Fe304，而570℃以上則為Fe03、Fe304、Fe0,氧化皮與基體的結(jié)合性差，同時(shí)各自的膨脹系數(shù)不同，因此會(huì)一塊塊剝落。
4、氧化的影響：
1）損耗了金屬
2）降低表面質(zhì)量：銹蝕，麻坑，粗糙不平等。
3）影響淬火冷卻的均勻性，形成軟點(diǎn)。
4）引起淬火裂紋
5、影響鋼氧化的因素：鋼的氧化受多方面因素的影響其中主要有：
1）加熱溫度與時(shí)間的影響。鋼的加熱溫度越高，原子擴(kuò)散速度越快氧化越嚴(yán)重。加熱時(shí)間越長(zhǎng)氧化損失也越大。
2）爐氣成分的影響，當(dāng)爐內(nèi)空氣過剩系數(shù)越大氧化越嚴(yán)重。當(dāng)爐內(nèi)過剩系數(shù)為0.4-0.5時(shí)可以形成保護(hù)氣氛避免發(fā)生氧化。
3）鋼的化學(xué)成分的影響：當(dāng)鋼的含碳量大于0.3%時(shí)，隨著含碳量增多氧化速度減小。另外，一些元素如Cr,Ni,Si，Mo等在金屬表面形成牢固致密的薄膜，阻止氧向內(nèi)部擴(kuò)散，使氧化速度減慢。而當(dāng)鋼中的Cr及Ni含量在13-20%時(shí)實(shí)際上就很少氧化，也就是不銹鋼。
6、防止氧化的措施：
1）減少與氧化氣氛的接觸時(shí)間，如采用快速加熱，感應(yīng)加熱等。以減少金屬在高溫下停留的時(shí)間。
2）在保護(hù)氣氛中加熱,常用的介質(zhì)有：
a) 氣體介質(zhì)，例如利用燃料不完全燃燒產(chǎn)生的保護(hù)氣氛，以及惰性氣體等。
b) 液體介質(zhì)，比如在玻璃液，鹽浴中加熱等。
c) 固體介質(zhì)，把金屬埋在石墨粉中，涂抹玻璃潤(rùn)滑劑等防氧化劑加熱等。
3）采用先進(jìn)加熱技術(shù)。
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