鋼料在加熱時(shí),其表層的碳和爐氣中的某些氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),造成了鋼料表面 、含碳量降低的現(xiàn)象稱為脫碳。脫碳也是擴(kuò)散作用的結(jié)果,一方面爐氣中的氧向鋼內(nèi)擴(kuò)散,另一方面爐氣中的碳向外表面擴(kuò)散,這樣使鋼在表面形成了含碳量低的脫碳層。從整個(gè)過程來看,脫碳層只在脫碳速度超過氧化速度時(shí)才能形成。
影響脫碳的因素與氧化一樣,主要受鋼的化學(xué)成分、爐氣成分、加熱溫度、加熱時(shí)間等因素影響。
鋼的含碳量越高,脫碳的傾向越大。某些合金元素增加脫碳傾向,如c、w、Si、A1等。有些合金元素則能阻止脫碳,如Cr、Mn等。而Ni和V對(duì)脫碳影響不大。爐氣成分中脫碳能力最強(qiáng)的介質(zhì)是水蒸氣,其次是co2和02,最后是H2,而增加CO量可減少脫碳傾向。在中性介質(zhì)或弱氧化性介質(zhì)中加熱可減少脫碳傾向。
加熱溫度越高、加熱時(shí)間越長(zhǎng),脫碳越嚴(yán)重。加熱溫度大于1000℃時(shí),由于強(qiáng)烈氧化,脫碳作用較弱。在更高溫度下,由于氧化皮脫落失去保護(hù)作用,脫碳將劇烈發(fā)生。
脫碳使車輪鍛件表面碳坩降低,降低強(qiáng)度和耐磨性能,脫碳層厚度小于加工余量時(shí),對(duì)車輪鍛件性能不產(chǎn)生影響,反之就會(huì)影響車輪鍛件質(zhì)量。一般防止氧化的措施,同樣可以防止脫碳。