影响锻件氧化的因素

的氧化锻件主要受被加热金属的化学成分和加热圈内外因素(如炉气成分、加热温度等)的影响。
1)金属材料的化学成分
氧化皮形成的量与化学成分密切相关。钢的含碳量越高,形成的氧化皮就越少,特别是当含碳量超过0.3%时。这是因为碳被氧化后,坯料表面会形成一层一氧化碳(CO)气体,起到抑制继续氧化的作用。合金钢中含有Cr、Ni、Al、Mo、Si等元素,越加热时形成的氧化皮越少,因为这些元素被氧化,能在钢表面形成一层致密的氧化膜,并且它与钢材具有接近的热膨胀系数,并牢固地附着在表面,不易破裂和脱落,从而防止进一步氧化,起到保护作用。耐热不剥落钢是上述元素较多的合金钢,当钢中Ni、Cr含量为13%时?20%时,几乎不发生氧化。
2)炉气成分
炉气成分对形成有很大影响锻造规模,相同钢锻件在不同的加热气氛中,形成的水垢不一样,在氧化炉气体中,形成的水垢最多,呈浅灰色,易于清除;在中性炉气(主要含N2)和还原性炉气(含CO、H2等)中,形成的氧化皮黑色较少,不易去除。为了尽量减少氧化皮的形成和去除,应注意加热各阶段炉气成分的控制。一般来说,锻件在1000℃以下,加热时采用氧化炉煤气,因为此时温度不高,氧化过程不是很剧烈,形成的氧化皮很容易去除;当温度超过1000℃时,特别是在高温保温阶段,应采用还原炉气或中性炉气,以减少氧化皮的产生。
火焰加热炉中炉气的性质取决于燃烧时供给燃料的空气量。如果炉内空气过剩系数太大,则供给空气过多,炉气被氧化,金属氧化皮较多,如果炉内空气过剩系数为0.4?0.5时炉气具有还原性,形成保护气氛,避免氧化皮的形成,实现无氧化加热。

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3)加热温度
加热温度也是锻造氧化皮形成的主要因素,加热温度越高,氧化越剧烈。在570℃?600℃之前,锻件氧化缓慢,从700℃氧化速度加快,到900℃?在950℃时,氧化非常显着。如果假设氧化速率在900℃时为1,在1000℃时为2,在1100℃时为3.5,在1300℃时为7,增加了六倍。
4) 加热时间
锻件在炉内氧化性气体中加热时间越长,氧化扩散越大,形成的氧化皮也越多,特别是在高温加热阶段,因此应尽量减少加热时间尤其是高温下的加热时间和保温时间应尽量缩短。
另外,高温下的锻造钢坯不仅在炉内氧化,而且在锻造过程中,虽然钢坯上的氧化皮清理干净,但如果钢坯温度仍然较高,也会发生二次氧化,但随着钢坯温度的降低,氧化速率逐渐减弱。


发布时间:2021年8月20日

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