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热处理设备第五章可控气氛炉(13页)【PPTX高清阅读】

发布时间：2023-12-03 作者: 产品中心

  【正文】 下，气体与钢进行化学反应。尤其是在可控气氛的应用方面可作为衡量一个国家热处理技术发展水平的重要标志。 (2)实现可控渗碳，可以精确地控制零件表面的含碳量、碳浓度梯度和渗碳层厚度，因而提高了渗碳零件的机械性能，稳定渗碳工艺的质量。大多数保护气氛是由多种气体 (例如 CO, CO2, H2, CH4, H2O, N2等 )混合组成的，各种气体与钢进行的化学反应列于表 101中。 5 钢件在保护气氛下加热不仅可实现无氧化无脱碳热处理，提高热处理质量，还能够直接进行渗碳、脱碳等特殊热处理。 另一种方法是把炉膛内空气抽除，使钢件在线。 四、 可控气氛热处理炉的类型、安全操作与发展。 本次课我们先来了解前两个 方面的 内容。 概 述 3 4 • 脱碳是钢加热时表面碳含量降低的现象。并且可实现机械化和自动化控制，使生产率得到提高、劳动条件得到一定的改善。 6 表 101各种气体与铁及其碳化物的化学反应 7 各种气体与钢的化学反应和各种气体之间的化学反应是很复杂的，但是能调节保护气氛中氧化性气体与还原性气体的比例、脱碳性气体与渗碳性气体的比例，即 CO2/CO、 H2O/HCH4/H2的相对含量，使反应处于平衡状态，钢的氧化速度与还原速度相等，钢的脱碳速度与渗碳速度相等，这样就能实现无氧化与无脱碳加热。 (3)实现特殊的热处理工艺，如硅钢片的脱碳退火，轧制钢材的复碳退火等。 9 167。 10 一、钢在炉气中的氧化还原反应 钢在 CO2CO气氛中的反应 钢在空气中加热将与氧发生氧化反应，在560℃ 以下生成 Fe3O4，在 560℃ 以上形成三种氧化物，内层为 FeO，中层为 Fe3O4，外层为Fe2O3，通常认为氧气对钢的氧化过程是不可逆的，无法控制。某一温度下的 kP值，可由实验测定，也可由热力学反应自由能计算求得。因此，钢在 CO2— CO气氛中是否发生氧化，取决于（ CO） /（ CO2）的比值，即（ CO）和 CO2的相对量，并不是绝对含量。和、的分压；和、式中：310][][222FeOHHOHHOHHOHHOHHOHHPPOHH15 金属在气氛中能否被氧化或其氧化物能否自发分解，一方面取决于金属氧化物的稳定性，可用金属的分解压力来表示 。各种氧化物的分解压是不相同的，并随温度的升高而急剧增大，氧化物处于不稳定状态。 气氛中的碳势 碳势是指一定成分的气氛，在一定温度下，气氛与钢的脱碳增碳反应达到平衡时，钢的含碳量。 20 图中 SE线为饱和奥氏体的平衡曲线，位于其下面的是钢的不同含碳量的平衡曲线℃ 以上脱碳反应的平衡条件 所需要 CO%含量远比氧化反应为高。钢在 H2— CH4气氛中将发生如下脱碳增碳反应 CH4与 CO的渗碳能力不一样 ,CH4的渗碳能力强得多，是一种强渗碳剂 ,而 H2有脱碳能力。 167。木炭气氛的成分很不稳定，只适用于要求不严格的工件的保护加热，如铸锻件的退火保护。 各种工业煤气由于生产的全部过程的影响，成分不稳定，因而制备的可控气氛也不稳定，含硫也较高。 25 含硫量很低（＜ %)，很适于制备吸热式气氛。 氨气是呈液态瓶装，贮运方便，要求含水分杂质要少。原料气与空气的混合气体在反应罐内进行化学反应，以丙烷为例，其反应式为 2C3 H8+3O2+11 .28N2 → 6CO+8H 2+ Q (1013) 由上式可知，空气与丙烷的混合比为 (3+):2，当 二、制备气氛的种类 吸热式气氛 27 混合比较低时，只靠混合气自身燃烧反应的热量不能维持燃烧接着来进行，需要由外部供热，因此称吸热式气氛。空气经过滤器、流量计进入混合器。 气体管路混合系统 动力系统 反应系统 安全系统 29 原料气 混合比 理 论 反 应 式 组 成 (%) 注 释 CO H2 N2 甲 烷 丙 烷 丁 烷 10 CH4+(O2+4N2)→CO+2H 2+2N2 C3H8+(O2+4N2)→3CO+4H 2+6N C4H10+2(O2+4N2)→4CO+5H 2+8N2 20 23 24 40 31 29 40 46 47 实际气氛中尚含有 ~%CO2 ~%H2O ~%CH4 3）炉内吸热式气氛发生器 日、英、美新研制装有 炉内吸热式气氛发生器的密封箱式炉，如图 103，省去了重新加热气体的工序，所用的催化剂的产气能力比一般催化剂高 4~5倍，产气温度为 800~900℃ ，能保证在通常处理温度下工作，运行成本降低 20%左右 表 105不同原料气与混合比形成的吸热式气氛的组成 30 • 4）吸热式气氛的特性与应用： • 优点： 含 CO和 H2较多且含量较为稳定，其碳势在 ~%，改变混合比容易调节碳势。热处理设备第五章可控气氛炉(13页)【PPTX高清阅读】是本平台副主任编辑李丹独自修改，高级编辑吴武合作校正的高标准文档内容，热处理设备第五章可控气氛炉(13页)【PPTX高清阅读】的总结、中心思想和主题句均和原始内容相同，李丹主要校正了热处理设备第五章可控气氛炉(13页)【PPTX高清阅读】中出现的错字和别字，吴武检查并修改了其它不利于阅读的错误，他们的工作对本内容带来了质的提高，李丹毕业于南昌大学，出生于1960年，是建平县人，吴武毕业于首都师范大学，出生于1970年，是昭平县人，两位编辑都有很高的专业技巧和操作技能，李丹和吴武的有效且努力的工作让我们获得大量稳定的原创高品质内容，使网站提供给用户的文档更优质和有效，吴武和李丹对热处理设备第五章可控气氛炉(13页)【PPTX高清阅读】这一个文件的整理编辑工作得到平台全用户和会员的肯定，在我们的平台上，用户都能够复制或阅读页面中的所有内容，所见即所得，欢迎各位浏览平台。 31 2．放热式气氛 1）制备原理 放热式气氛是原料气与较多的空气 (n= ~0 . 95)的不完全燃烧产物，所产生的热量足以维持反应进行。当 n值较小 (~)时， CO/CO2值较大，气氛氧化性和脱碳性较弱，但产气量也较少； n值较大 ()时， CO/C。