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概述。
氮气是一种中性气体,在热处理领域是一种重要的加热介质,因为它对钢铁几乎是惰性的,也是最便宜和最容易获得的。
01 氮气中的杂质
氩气(Ar)是一种典型的惰性气体,作为钢铁光亮加热的气氛是有效的,但非常昂贵,所以工业上使用的是比较便宜的氮气(N2)。
然而,由于N2中存在杂质,如O2、H2O、CO2和其他产生氧化的气体,它们的含量对处理后产品的表面亮度有很大影响。顺便说一下,在最便宜的工业缸装N2的情况下,H2O含量约为-70℃的露点,O2含量为1-50ppm哭。
当大量使用N2时,液态N2汽化气体是最有效的。这是因为它是各种类型的N2中最便宜的,并且具有高纯度。然而,必须小心处理液态N2,因为它暴露在空气中时很容易吸收氧气。
02 氧气含量对光亮度的影响。
N2在。明亮的发光热处理如果O2含量有很大的影响,但在2ppm左右,碳钢和低合金钢可以达到很好的亮度。
然而,即使有这样的氧气含量,不锈钢和其他含有大量铬(Cr)的钢的亮度在550℃以上会迅速恶化。这是由于Cr的优先氧化,而N2它很难单独使用。
在850℃,也就是碳钢的淬火和加热温度下,如果O2含量在5ppm左右,就可以进行光亮的热处理,但如果O2含量高于这个温度,光亮就会恶化到一个极端的程度,在工业方面就很难处理。
03 使用基于N2的气氛
当N2气体作为独立的保护气体用于加热时,即使使用高纯度的N2气体,如果被处理材料的表面、托盘、炉子的内壁和管道材料的内表面被污染,也完全不可能保持高纯度的加热气氛。
如表中所示,在使用N2基础气体的同时加入还原或渗碳气体,可以有效地消除这些杂质和污染物的影响。
温度(摄氏度) | 加热气氛 | 钢级 | 光泽度(%) | |
---|---|---|---|---|
900 | N2-CH4系统 | CH4:2.09%。 | SK105. | 87.9 |
SKS3 | 88.8 | |||
CH4:2.7%。 | SK105. | 84.1 | ||
N2-C3H8系列 | C3H8:0.45%。 | SK105. | 90.6 | |
SKS3 | 88.8 | |||
N2-CO-CO2-H2系统 | 一氧化碳:20.8 CO2: 0.20 H2: C39.5%. |
SK105. | 79.0 |
温度(摄氏度) | 加热气氛 | 钢级 | 光泽度(%) | |
---|---|---|---|---|
1000 | 仅限N2 | O2:2.3ppm。 | SKD11 | 66.0 |
O2:6.0ppm。 | 57.5 | |||
N2-CH4系统 | CH4:2.09%。 | SK105. | 68.8 | |
SKS3 | 79.6 | |||
SKD11 | 79.2 |
添加碳氢化合物气体(如CH4、C3H8)对碳钢和低合金钢的光亮淬火也很有效。
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