La décarbonisation fait référence au phénomène selon lequel la teneur en carbone à la surface d'un matériau en acier diminue lorsqu'il est chauffé. L'essence de la décarbonisation est que l'élément C dans le matériau en acier réagit avec l'élément H ou l'élément O à haute température pour former du CH4 ou du CO. Le processus de décarbonisation comprend la diffusion de l'élément O à l'intérieur du matériau en acier et la diffusion de l'élément C vers l'extérieur du matériau en acier, de sorte que la couche de décarbonatation ne peut être formée que lorsque le taux de décarbonatation est supérieur au taux d'oxydation. Lorsque le taux d'oxydation du matériau en acier est important, le phénomène de décarbonisation ne sera pas évident et la couche de décarbonisation sera oxydée pour former la peau d'oxyde, mais dans l'atmosphère d'oxydation relativement faible, elle peut former une couche de décarbonisation profonde plus évidente.
La décarbonatation est la perte de carbone à la surface de l'acier, qui est généralement divisée en deux types
① Décarbonation partielle
(2) Décarbonisation complète (la teneur en carbone dans la couche superficielle de l'échantillon d'acier est inférieure à la solubilité maximale du carbone dans la ferrite)
(Remarque : seul le tissu ferritique existe dans la couche complètement décarbonée.)
Pour la grande majorité des matériaux en acier, le phénomène de décarbonatation conduira à la détérioration des performances des matériaux en acier, de sorte que la couche de décarbonatation est considérée comme un défaut des matériaux en acier, en particulier pour certains aciers spéciaux (tels que l'acier à outils, l'acier à roulement, acier rapide, etc.), la couche de décarbonatation affecte sérieusement ses performances. La teneur en carbone de la couche décarbonée sur la composition chimique est inférieure à celle du tissu normal, la quantité de cémentation (Fe3C) dans la couche décarbonée sur la métallographie est inférieure à celle du tissu normal, et la résistance et la dureté du couche décarbonée sur les propriétés mécaniques sont inférieures à celle du tissu normal.
Détermination de la couche décarbonée
Le choix de la méthode et sa précision dépendent du degré de décarbonatation, de la microstructure, de la teneur en carbone et de la forme des composants.Elle est généralement déterminée par méthode métallographique, méthode de dureté, méthode chimique ou spectroscopique.Détails spécifiques auxquels vous pouvez vous référer : GB/T 224-2008 norme de détermination de la profondeur de la couche de décarbonatation de l'acier
Détermination de LA COUCHE TOTALE DÉCARBONISÉE - DANS les aciers moyennement carbonés et les aciers faiblement alliés, elle se distingue par la quantité relative de changement dans la composition de la ferrite et des autres tissus.La distance entre la surface et le point où le tissu ne peut pas être distingué du tissu matriciel est mesurée au moyen d'un oculaire micrométrique ou directement sur l'écran en verre dépoli du microscope.Pour chaque échantillon, dans un champ de vision dans une zone de décarbonation profonde et uniforme, plusieurs mesures doivent être effectuées au hasard (au moins 5 fois), et la valeur moyenne de ces mesures est prise comme profondeur totale de la couche de décarbonation.Pour l'acier à outils, l'acier à roulement et l'acier à ressort, la profondeur de la couche décarbonée est mesurée comme la profondeur totale de la couche décarbonée.
Détermination DE LA COUCHE DE DÉCARBONISATION COMPLÈTE -- La couche de DÉCARBONATION COMPLÈTE fait référence à la surface de l'échantillon après la décARbonisation de l'ensemble de l'organisation FERRItique, par conséquent, la mesure doit être mesurée de la surface à la présence de cémentite ou de PEARlite à ce point, ou la mesure de l'obtention d'une perméabilité d'organisation ferRItique complète pour la profondeur de la couche de décarbonation complète.
Effet de la couche décarbonée sur les performances du procédé
(1) Après la formation de la couche de décarbonisation à la surface du matériau en acier, en raison de la différence entre la surface et la structure interne du matériau en acier et la différence de son coefficient de dilatation linéaire, la transformation et le changement de volume de différents tissus dans le Le processus de trempe produira d'énormes contraintes internes et la formation de la couche de décarbonatation entraînera une diminution de la résistance de la surface de l'acier. Au cours du processus d'usinage ultérieur, la surface des pièces peut être fissurée.
(2) Pour les matériaux en acier nécessitant un traitement thermique de trempe, la teneur en carbone diminue après la formation de la couche de décarbonisation sur la surface, et la martensite trempée ne peut pas être transformée ou ne peut pas être complètement transformée, ce qui entraîne la dureté et la résistance des matériaux en acier ne peut pas répondre aux exigences, et les dommages dus à la fatigue de contact sont faciles à produire au cours du processus d'utilisation.
(3) La couche de décarbonisation du matériau en acier entraîne une réduction de sa résistance à la fatigue, et le phénomène d'endommagement prématuré par fatigue se produira lors du processus d'utilisation des pièces et composants traités.
(4) la couche de décarbonisation (partie noire) formée à la surface des pièces n'est pas traitée, ce qui entraînera une réduction des performances des pièces ; Si la profondeur de la couche de décarbonatation est inférieure à la tolérance de traitement, elle peut être complètement coupée lors de l'usinage, sans affecter les performances des pièces ; Si l'épaisseur de la couche décarbonée est supérieure à la surépaisseur de traitement, elle ne peut pas être complètement coupée lors du traitement mécanique (une partie de la couche décarbonée est conservée), ce qui dégrade les performances des pièces. En raison du processus de forgeage inapproprié, la couche de décarbonisation à la surface des pièces apparaît un phénomène d'accumulation locale, et dans le processus de traitement ne peut pas être complètement coupé la couche de décarbonisation, la couche de décarbonisation retenue conduira à la performance inégale des pièces , grave peut conduire à la mise au rebut des pièces.
Mesures pour prévenir la décarbonisation
(1) Lors du processus de chauffage des pièces, essayez de réduire la température de chauffage et de réduire le temps de chauffage à haute température, de déterminer un taux de chauffage raisonnable et de raccourcir le temps de chauffage total.
(2) Concevez un four de chauffage avec une fonction spéciale, contrôlez strictement l'atmosphère de chauffage dans le four de chauffage, de sorte que le gaz dans le four soit neutre, avec un effet protecteur.
(3) Dans le processus de traitement thermique, s'il est arrêté pour des raisons particulières, la température du four de chauffage doit être abaissée pour attendre la reprise du traitement et de la production. Si le temps d'arrêt est trop long, les matériaux à chauffer doivent être retirés ou refroidis avec le four de chauffage.
(4) dans le processus de traitement de déformation à froid, devrait essayer de contrôler le nombre de recuits dans le processus intermédiaire et de réduire la température de recuit, si nécessaire, peut être un traitement d'adoucissement et de revenu, afin de réduire la formation de la couche de décarbonisation, les opérations de traitement thermique de recuit et de revenu d'adoucissement doivent être effectuées dans le milieu protecteur.
(5) Lorsqu'il est chauffé à haute température, la surface du matériau en acier peut être recouverte d'un revêtement ou d'un revêtement de protection pour empêcher l'oxydation et la décarbonisation du matériau en acier.
(6) Choisissez l'opération correcte lors du traitement des matériaux en acier (comme l'augmentation de la tolérance d'usinage des pièces) pour vous assurer que la couche décarbonée produite peut être complètement coupée.
