Окислення та обезуглерожування сталі при нагріванні (ЗМД)

При високих температурах відбувається активна хімічна взаємодія сталі з навколишніми газами (пічними та повітрям), внаслідок чого її поверхневі шари окислюються та обезуглерожуються. Окислення поверхні металу називається угаром. Окислений шар є окалиною, яка утворюється в результаті дифузійного процесу окислення заліза і домішок, що входять до складу сталі. Окалина складається з оксидів заліза у вигляді сполук Fe2О3, Fe3О4 і FeO, що розташовуються як би в трьох шарах. Окислювачами сталі крім кисню є вуглекислий газ, сірчистий газ та водяна пара.

Активне утворення окалини при нагріванні сталі починається за нормальної температури близько 700° і зростає особливо швидко при температурах вище 900°. На величину чаду впливають:

температура нагріву;
атмосфера робочого простору нагрівального пристрою;
тривалість нагріву;
хімічний склад металу;
форма та розміри заготівлі.

Угар завдає величезної шкоди виробництву, так як крім безповоротних втрат металу, при деформації окалина вдавлюється в поверхню металу, викликаючи необхідність збільшення припусків на механічну обробку.

Окалина, будучи дуже твердою речовиною, подібною до наждака, прискорює в 1,5 - 2 рази знос інструменту (штампів, бойків, прокатних валків та ін.)., Крім того, взаємодіючи з подом і футеруванням нагрівальних пристроїв, піддає їх руйнуванню.

Можна вважати, що приблизно близько 5% країни, що виплавляється в нашій сталі, втрачається на окалину при нагріванні в прокатних, ковальських і термічних цехах.

У зв'язку з завданим чадом збитком необхідно вживати заходів для його зниження та усунення йогона інструмент. З цією метою застосовуються методи прискореного нагрівання, нагрівання металу в покриттях, нагрівання в нейтральній, відновлювальній або захисній атмосфері. Однак повний захист металу в процесі нагрівання здійснити не вдається, тому перед пластичною деформацією застосовуються різні способи видалення окалини: при прокатці - попереднє пропускання злитків між рифленими валками, що збивають окалину; при штампуванні - попереднє осадження заготовок або гідроочищення, яке полягає у короткочасному впливі на заготівлю кількома струменями води під тиском 100-150 ат (10-15 Мн/м 2 ).

Обезуглероживание сталі, що поширюється - в окремих випадках на глибину до 1,5 - 2 мм, полягає у вигорянні вуглецю з її поверхневих шарів (за рахунок взаємодії його з киснем та воднем).

Принципово обезуглероживание залежить від тих самих чинників, як і чад, тому заходи, що знижують чад, одночасно зменшують знеуглероживание стали.