(1)滲碳工藝(外因)對(duì)內(nèi)氧化的影響
1)降低氣氛中氧化物含量或氧勢(shì)。只有在無(wú)氧化物的介質(zhì)中才可能實(shí)現(xiàn)無(wú)內(nèi)氧化的滲碳。例如,在真空條件下使用不含氧的碳氮化合物,如乙炔或甲烷中滲碳;或者在氨氣裂解氣或氮中添加甲烷或其他無(wú)氧的碳化物的氣氛中滲碳。
由于加熱階段時(shí)間僅占滲碳時(shí)間(約400min)的1/4~1/8,內(nèi)氧化的主要部分不是在加熱階段中產(chǎn)生的。但是在加熱階段迅速排出進(jìn)入的空氣或把其中的氧消耗掉,從而縮短加熱階段時(shí)間。通過低合金鋼的內(nèi)氧化層生長(zhǎng)方程式:
X2=bte-Q/RT表明,在其他條件給定下,內(nèi)氧化深度X與處理時(shí)間t的平方根成正比,即X=K′pt,因此,減少滲碳件在滲碳?xì)夥罩械臅r(shí)間將相應(yīng)地降低內(nèi)氧化深度。
2)內(nèi)氧化程度取決于氣氛的氧勢(shì)或碳勢(shì)及滲碳介質(zhì)中的含水量、溫度、加熱和排氣制度、滲碳時(shí)間等
①雖然在加熱階段的時(shí)間通常僅為50~90min,但是由于工件裝爐而進(jìn)入大量空氣,增加了爐氣氧勢(shì),因此應(yīng)盡快地通過送入大量可以迅速充分裂解的含碳?xì)怏w或在氣氛中加入含有介質(zhì)裂解催化劑(如BH催滲劑),使溫度及碳勢(shì)盡快達(dá)到設(shè)定值,這將有利于減少內(nèi)氧化。
②在強(qiáng)滲階段,在不產(chǎn)生明顯炭黑沉積前提下,應(yīng)采用盡可能高的氣氛碳勢(shì)(如BH催滲滲碳在同樣溫度下采用比正常碳勢(shì)高0. 2%),不僅具有更高的滲速和縮短滲碳時(shí)間,而且有利于減小內(nèi)氧化。
③內(nèi)氧化的大部分是在強(qiáng)滲和擴(kuò)散階段期間發(fā)生的,因此應(yīng)采用所有能夠提高滲碳速度和縮短滲碳總時(shí)間的措施(不包括溫度)。
(2)鋼件化學(xué)成分(內(nèi)因)對(duì)內(nèi)氧化的影響。Si是影響鋼在滲碳中內(nèi)氧化的主要內(nèi)在因素,其次是Mn。Si作為煉鋼中脫氧劑而殘留在鋼中,通常為0.367%。對(duì)此可采用真空脫氧方法減少鋼中Si含量。
(3)減少和避免內(nèi)氧化的途徑
1)從鋼材合金元素方面考慮