首页 理论教育气体加热介质控制方法及其应用

气体加热介质控制方法及其应用

【摘要】:采用燃油、燃气火焰炉加热时,与工件接触的主要介质是燃料燃烧的产物——燃烧气体,其主要成分是CO2、N2、CO及H2等。这些加热介质中存在的氧化、脱碳等有害气体将会对工件表面造成破坏。因此,气体加热介质已发展到可以控制炉气成分以实现光亮加热或无氧化加热的阶段。表7-1可控气氛的组成及用途此外,还可采用氮、氩气等保护气氛作为加热介质。

气体介质是淬火中广泛使用的加热介质,具体来说,又可分为空气、燃烧气体、保护气氛和可控气氛。在箱式或井式电炉中加热时,与工件接触的介质是空气,热量通过空气传递给工件实现对工件的加热。采用燃油、燃气火焰炉加热时,与工件接触的主要介质是燃料(煤气、油等)燃烧的产物——燃烧气体,其主要成分是CO2、N2、CO及H2等。

空气加热介质中的氧以及少量存在的二氧化碳和水蒸气均可使工件氧化(主要在650℃以上),前二者还能使工件脱碳。燃烧气体加热介质中的二氧化碳也可使工件发生氧化与脱碳。这些加热介质中存在的氧化、脱碳等有害气体将会对工件表面造成破坏。因此,气体加热介质已发展到可以控制炉气成分以实现光亮加热或无氧化加热的阶段。

可控气氛加热是向炉内通入一种或几种一定成分的气体,通过对这些气体成分的控制,使其保护工件不发生氧化与脱碳。可控气氛主要由CO、H2、N2及微量CO2、H2O与CH4等气体组成。这些气体在高温下和钢以及其中的碳化物发生不同的化学反应,各种气体之间也将发生某些化学反应。

这些气体与钢之间发生的反应主要为氧化-还原反应、脱碳-增碳反应。根据气体自身之间反应的情况又可将可控气氛分为放热式气氛、吸热式气氛和氨分解气氛。控制气氛中气体的组成、含量便可控制气体与钢、气体之间的化学反应,避免钢的氧化、脱碳,实现光亮加热或无氧化加热。几种常用的淬火加热可控气氛见表7-1。

表7-1 可控气氛的组成及用途

此外,还可采用氮、氩气等保护气氛作为加热介质。