Cinkota tērauda cauruļu dekarbonizācija: principi un pretpasākumi

Vienkārši sakot, dekarbonizācija ir oglekļa noņemšana no tērauda virsmas.

Tērauds būtībā ir dzelzs-oglekļa sakausējums, un oglekļa saturs nosaka tērauda stiprību un cietību. Kad tērauda caurules tiek pakļautas augstas-temperatūras videi, oglekļa atomi uz virsmas reaģē ar skābekli, ūdens tvaiku, c.oglekļa dioksīds u.c. apkārtējā atmosfērā, pārvēršoties gāzēs un izplūstot, kā rezultātā t.ina ievērojams oglekļa satura samazinājums virsmas slānī, salīdzinot ar iekšējo matricu. Šo zema-oglekļa apgabala slāni sauc par dekarbonizācijas slāni.

Piemēram: Tas ir kā maizes cepšana; ārpuse apdeg un zaudē mitrumu, bet iekšpuse joprojām ir mīksta - dekarbonizācija ir tad, kad "Tērauda virsmas slānis tiek sadedzināts un zaudē oglekli".

Cinkota tērauda cauruļu dekarbonizācija galvenokārt notiekdivi augstas{0}}temperatūras posmi:

1. posms: melno cauruļu ražošanas posms (cauruļu metināšana/termiskā apstrāde):

Ja tērauda sloksne tiek pakļauta augstas{0}temperatūras karsēšanai pirms metināšanas vai tiek pakļauta atkvēlināšanai/normalizēšanai pēc metināšanas oksidatīvā atmosfērā, notiks dekarbonizācija.

2. posms: atlaidināšanas posms pirms karstās cinkošanas (viskritiskākais):
Nepārtrauktās karstās cinkošanas ražošanas līnijās tērauda sloksnes/tērauda caurules nonāk cinka katlā pēc izlaišanas caur atlaidināšanas krāsni (parasti 800–900 grādu temperatūrā), lai mīkstinātu tēraudu, novērstu stresu un atjaunotu virsmas oksīda plēvi. Ja atmosfēra krāsnī tiek nepareizi kontrolēta, šeit notiek dekarbonizācija.

Četri dekarburizācijas ķīmiskās reakcijas principi:

Galvenā loģika:

Jo augstāka temperatūra, jo spēcīgāka ir oksidējošā atmosfēra (vairāk O2/CO₂/H2O), un jo ilgāks turēšanas laiks, jo smagāka ir dekarbonizācija..Ogleklis izkliedējas no pamatmateriāla iekšpuses uz virsmu un pēc tam to "apēd" atmosfēra, veidojot dekarbonizācijas gradientu, kas pakāpeniski samazinās no virsmas uz iekšpusi.

Papildu piezīme:

Temperatūracinkošanas processpats par sevi (iegremdējamais cinks, aptuveni 450 grādi) ir salīdzinoši zems, un parasti dtiešā veidā neizraisa būtisku dekarbonizāciju. Lielākā daļa dekarbonizācijas problēmu cinkotajās caurulēs sakņojas atlaidināšanas vai melnās caurules stadijā pirms cinkošanas.

1. Neparasts izskatspārklājums

• Parādās virsma tumšs, pelēcīgs, ar nevienmērīgu spīdumu,un var rasties "pelēki plankumi".
• Pārklājums var būt pārāk bieza un raupjajo ferīts dekarbonizētajā slānī ir daudz un oglekļa saturs ir zems, izraisot nekontrolētu dzelzs -cinka sakausējuma slāņa augšanu (Fe-Zn intermetālisks)
• Smagos gadījumos pārklājumam irslikta adhēzija un nolobās

2. Pazeminātas mehāniskās īpašības

• Thevirsmas cietība samazinās(dekarburizētais slānis galvenokārt ir ferīts, kas ir mīksts un izturīgs)
• Thesamazinās nodilumizturība,un tas ir pakļauts skrāpējumiem lietošanas laikā
• Stiepes izturība un tecēšanas izturība pie virsmas samazinās, ietekmējot kopējo slodzes{0}}nestspēju

3. Metalogrāfiskās struktūras raksturojums

• Perlīts dekarbonizētajā slānī samazinās vai pazūd, gandrīz viss ir ferīts
• No virsmas līdz kodolam oglekļa saturs palielinās gradientā
• Pilnīgs dekarbonizēts slānis + daļēji dekarbonizēts slānis (pārejas zona)

4. Samazināta izturība pret koroziju

• Cinka slāņa aizsardzība neparastās vietās (pelēki plankumi, lobīšanās vietas) neizdodas
• Paša dekarbonizētā slāņa elektroķīmiskā aktivitāte atšķiras no pamatmateriāla, kā rezultātā rodas neparasti korozijas procesi

5. Pēc-apstrādes problēmas

• Dekarburizētais slānis ir pakļautsburzīšanās un plaisāšanalieces un izplešanās laikā
• Vītnes apstrādes laikā virsmas cietība ir nepietiekama, un zobu forma ir neregulāra

1. Kontrolējiet atlaidināšanas krāsns atmosfēru (vissvarīgākais)

• Izmantojiet aslāpekļa{0}}ūdeņraža aizsardzības atmosfērā(N₂ + 5%~15% H₂), saglabājot anedaudz samazinot vidi
• Stingri kontrolējietrasas punkts(parasti nepieciešams zem -30 grādiem), samazinot ūdens tvaikus
• Kontrolējiet skābekļa saturu un CO₂ daļējo spiedienu, lai izvairītos no oksidatīvās atmosfēras,

2. Kontrolējiet sildīšanas temperatūru un laiku

• Izpildiet atkausēšanas prasības, mēģiniet pazemināt temperatūru(dekarburizācijas ātrums palielinās eksponenciāli līdz ar temperatūru)
• Saīsinietturēšanas laiks augstā{0}}temperatūrāsadaļu, lai samazinātu oglekļa difūzijas un reakcijas iespējas

3. Kontrolēt izejvielas un virsmas stāvokli

• Pērkot tērauda sloksnes, pieprasiet, lai tērauda dzirnavas to darītucontrol decarburized slāņa dziļumu(var būt noteikts līgumā, piemēram, mazāks par 0,05 mm vai vienāds ar to)
• Samazinietoksīda skalauz tērauda sloksnes, jo oksīda skala katalizēs dekarburizācijas reakciju
• Izvairieties no pārmērīgas kodināšanas, jo pārmērīga virsmas aktivizēšana arī saasinās turpmāko dekarbonizāciju

4. Optimizējiet pirmapstrādi pirms cinkošanas

• Izmantojiet saprātīgu plūsmas (plūsmas) sastāvu, parasti ZnCl₂ + NH₄Cl, kontrolējiet pH un koncentrāciju
• Izmantojiet atbilstošu žāvēšanas temperatūru, lai izvairītos no virsmas oksidēšanās, pirms tērauda caurule nonāk cinka traukā
   

5. Procesa uzraudzība un pārbaude

• Regulāri lietotmetalogrāfiskās metodeslai noteiktu dekarbonizētā slāņa dziļumu (saskaņā ar GB/T 224 standartu)
• Pārraugiet atlaidināšanas krāsns atmosfēras parametrus (rasas punkts, skābekļa saturs, ūdeņraža saturs) un pierakstiet tos
• Koncentrējieties uz augstas{0}}oglekļa tērauda kontroli (jo lielāks oglekļa saturs, jo vieglāk tas dekarbonizējas), pievēršot lielāku uzmanību

Rezumējot, dekarburizācija ir tad, kad oglekli uz tērauda virsmas augstā temperatūrā "apēda" atmosfēra.Galvenais iemesls ir rūdīšanas krāsns atmosfēras un temperatūras kontrole; tas izpaužas kā pelēks pārklājums, slikta adhēzija un mīksta virsma; pretpasākumi ir trīs{0}}virzienu pieejaaizsargājoša atmosfēra + temperatūras kontrole + izejvielu kontrole.