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浅淡不锈钢炉气对工件表面的作用影响

　　对十分重要的不锈钢零件进行热处理，都要求加热炉气氛要纯净，目的就是防止加热炉气氛对工件表面产生不良影响。在重要产品中，尤其对奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢有更严格的要求，如限定采用低硫燃油，在中性或弱氧化性气氛中加热，禁止使用燃煤炉或高碳火焰炉加热，禁止与包括挂具、炉盘在内的碳钢或马氏体不锈钢接触等。
　　这些要求的目的就是防止不锈钢，特别是奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢表面成分的转变。
　　当钢在空气中，或采用煤、燃料油、燃料气体为加热源时，炉气中常含有O2、CO、H2、N2、SO2、H2S、水蒸气等有害气体，这些气体在高温下与工件表面接触、反应，将对工件表面产生有害的作用。
　　1．脱碳
　　脱碳是指炉气中的等与钢中的O2、CO2、H2O碳发生反应
　　2Fe（C）+ O2=2Fe+2CO
　　Fe（C）+ CO2=Fe+2CO
　　Fe（C）+ 2H2=Fe+CH4
　　反应的结果使钢表面中的碳缺失，钢中碳的缺失、降低，对马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢的淬火硬化效果有明显的影响，使工件表面硬度不足，强度、耐磨性、力学性能降低，严重影响其功能和寿命。
　　2．氧化
　　氧化是指炉气中的O2、CO2、H2O与钢中的铁发生反应。
　　2Fe+ O2=2FeO
　　Fe+ CO2=FeO+CO
　　Fe+H2O=FeO+ H2
　　反应的结果使钢表面形成氧化铁，不仅使工件表面尺寸产生变化，对淬火钢硬化效果产生不利的影响，还会使不锈钢中的铬、镍、钼缺失（因为不锈钢的氧化物中还含有铬、镍、钼等合金元素），对不锈钢的耐腐蚀性能产生不利的影响。
　　3．增碳
　　增碳是指炉气中的碳与不锈钢表面发生反应，使钢表面的碳分增高度形成碳化物的现象，在不锈钢中的碳化物当然还含有合金元素，结果会使马氏体类不锈钢表面产生脆层和淬火裂纹，降低了其耐腐蚀性能，特别是奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体不锈钢的耐腐蚀性、抗晶间腐蚀性、耐点腐蚀性、幅照脆化等会产生极大的有害作用。
　　4．硫化
　　这里的硫化是指炉气中的硫对不锈钢表面的腐蚀，有研究表明，在含铬小于20%的不锈钢中主要形成含铁的硫化物，在含铬大于20%的不锈钢中主要形成含铬、铁的硫化物，使不锈钢表面的合金元素降低，增加了不锈钢表面的脆性，使其耐腐蚀性能降低。
　　5．氮化
　　炉气中如果含有NH3成分，在高温下其会分解，产生原子状态的氮，氮在钢表面形成氮化物，也会使钢表面形成脆层，对钢的表面性能产生不利的影响。
　　6．其他作用
　　如果炉气中含有氯化物等卤族元素，在高温条件下会在钢的表面生成含有合金元素的氯化物，对不锈钢的耐腐蚀性产生不利的影响。
　　总之炉气中存在的许多元素都可能对不锈钢的表面产生不利的影响，这是不锈钢加热时应给予注意的问题。
　　为防止或减少不锈钢热处理加热过程炉气对表面产生的有害作用，对不锈钢成品件和高纯不锈钢件可采用涂料保护处理，但在高温加热的条件下，会存在涂料防护效果不明显、不易清理，甚至也对表面产生轻微腐蚀等不利影响。所以，比较有效的方法是采用真空热处理或保护气氛热处理。
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资料来源：东莞市弘超铜铝有限公司
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