Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Окисления и обезуглероживание стали при ее нагреве (ОМД)

При высоких температурах происходит активное химическое взаимодействие стали с окружающими газами (печными и воздухом), в результате чего ее поверхностные слои окисляются и обезуглероживаются. Окисление поверхности металла называется угаром. Окисленный слой представляет собой окалину, которая образуется в результате диффузионного процесса окисления железа и примесей, входящих в состав стали. Окалина состоит из окислов железа в виде соединений Fe2О3, Fe3О4 и FeO, располагающиеся как бы в трех слоях. Окислителями стали кроме кислорода является углекислый газ, сернистый газ и водяной пар.

Активное образование окалины при нагреве стали начинается при температуре около 700° и растет особенно быстро при температурах выше 900°. На величину угара влияют:

  • температура нагрева;
  • атмосфера рабочего пространства нагревательного устройства;
  • продолжительность нагрева;
  • химический состав металла;
  • форма и размеры заготовки.

Угар наносит огромный ущерб производству, так как кроме безвозвратных потерь металла, окалина при деформации вдавливается в поверхность металла, вызывая необходимость увеличения припусков на механическую обработку.

Окалина, будучи весьма твердым веществом, подобным наждака, ускоряет в 1,5 - 2 раза износ инструмента (штампов, бойков, прокатных валков и др.)., Кроме того, взаимодействуя с подом и футеровкой нагревательных устройств, подвергает их разрушению.

Можно считать, что примерно около 5% выплавляемой в нашей стали стране теряется на окалину при нагревании в прокатных, кузнечных и термических цехах.

Микроструктура стали 40x200
Рисунок. 2.4. Микроструктура стали 40x200

В связи с причиняемом угаром убытком необходимо принимать меры для его снижения и устранения его воздействия на инструмент. С этой целью применяются методы ускоренного нагрева, нагрев металла в покрытиях, нагрев в нейтральной, восстановительной, или защитной атмосфере. Однако полную защиту металла в процессе нагрева осуществить не удается, поэтому перед пластической деформацией применяются различные способы удаления окалины: при прокатке - предварительное пропускания слитков между рифлеными валками, сбивающие окалину; при штамповке - предварительное осаждение заготовок или гидроочистка, которая заключается в кратковременном воздействии на заготовку несколькими струями воды под давлением 100-150 ат (10-15 Мн/м2).

Обезуглероживание стали, распространяется - в отдельных случаях на глубину до 1,5 - 2 мм, состоит в выгорании углерода с ее поверхностных слоев (за счет взаимодействия его с кислородом и водородом).

Принципиально обезуглероживание зависит от тех же факторов, что и угар, поэтому меры, снижающие угар, одновременно уменьшают обезуглероживание стали.

Источник [1] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Обработка металла давлением (ОМД)
Вернуться на главную: Черная металлургия