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热处理炉进行气体分析的重要原因?

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热处理炉进行气体分析的重要原因?

发布日期:2022-06-30 作者: 点击:

热处理是热处理炉一种金属热处理工艺,通过加热、保温和冷却来获得预期的组织和性能。简单地说,“四把火”,分别是“正火,退火,回火,淬火,”其作用是:

去除毛坯的内应力。主要用于铸件、锻件和焊接零件。改善加工条件,使材料易于加工。比如退火、正火等。提高金属材料的综合机械性能。比如,质量调处理。能提高材料的硬度。比如淬火、渗碳、淬火。

一般来说,消除毛坯的各种应力缺陷,提高其工艺性能,为后续加工做好准备,显著提高毛坯的机械性能,提高其使用性能和使用寿命。因此,热处理是锻造的重要环节之一。

一、热处理炉

由于热处理工艺的类型和热处理工件的形状和尺寸的多样性,热处理炉的类型和结构也多种多样,热处理炉的分类方法有很多:

按zui高温度分:炉温大于10000℃650~10000℃650℃以下是低温热处理炉。根据主要的热处理工艺类型:固体溶解、淬火、正火、回火、退火、碳化等化学热处理炉。根据加热热源:燃煤炉、燃料炉、燃气炉、电能、电阻炉、电极炉、感应加热炉:气体作为空气、烟气、控制气氛、真空等;液体作为熔盐、熔铅等加热介质;固体作为流动颗粒炉等加热介质。

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二、热处理与气体分析监测的关系

在这里,我们提到热处理大气控制。大气控制是指在加热金属时用于保护金属表面和调节金属表面化学成分的气体。热处理生产技术的关键发展方向之一是可控大气热处理。特别是碳钢和一般合金结构钢的亮淬火、退火、渗碳淬火、碳氮共渗淬火、气体氮碳共渗仍以可控大气为主要手段。因此,可控大气热处理仍然是先进热处理技术的主要组成部分。

可控气氛主要包括吸热气、放热气、氮基气、氨分解气、滴注分解气、氢气和木炭气。

2.1吸热式气

在发电机中,将天然气、液化石油气等气体与一定比例的空气混合(当空气量较小时,混合气体首先部分燃烧),然后加热到高温(1000℃上面的催化剂是由混合气体的未燃部分热裂解(吸热反应)制成的。吸热气是应用较广泛的可控气氛之一。将其用作输送气体,并将适量的富化气(甲烷或丙烷)带入加热炉,使低碳钢零件表面渗碳,使碳含量满足规定要求。通过控制富化气的添加量,可以控制炉膛气体的碳势。

2.2放热式气

在发电机中,天然气液化石油气和其他气体燃料或酒精、柴油和其他液体燃料与更多的空气混合,使其接近完全燃烧(放热反应),然后对燃烧产品进行初步净化(除水)或高净化(除水、二氧化碳和一氧化碳)。放热气体可用于低碳钢的明亮退火、硅钢片的脱碳退火、中碳钢和高碳钢的明亮淬火、粉末冶金的烧结和气体的氮碳共渗等。净化和放热的气氛也可用于不锈钢的退火和钎焊保护,或作为碳化过程中的运输气体。

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2.3氮基气氛

热处理炉厂家在制氧过程中产生的工业氮经过净化(除氧或空气)后获得的高纯氮也可以是通过蒸发液氮获得的气体。氮基大气可用于加热和保护,或添加甲醇,使其成分接近吸热大气,作为碳化过程中的输送气体,然后添加富化气(如丙烷等)进行碳化过程。其优点是可节约天然气、液化石油气等,碳势也可控制。

2.4氨分解气

在一定温度和催化剂的作用下,氨可以完全分解成三个体积的氢和一个体积的氮,形成氨分解气。氨和空气也可以混合部分燃烧,然后通过除水净化获得氨燃烧气体(主要成分是氮)。这两种气氛都含有氢,属于氢水混合气体。主要用于不锈钢高速钢的热处理和粉末冶金的烧结。因为氨比较贵,制备成本比较高。

2.5滴注分解气

可控制钢表面碳浓度的滴注渗碳产生的分解气也属于可控气氛。这是20世纪60年代初提出的卡博马格法。其原理是:两种有机液滴入炉内,炉内发生热裂解。一种液体(如甲醇)的热裂解气体用作输送气体,另一种(如醋酸乙酯)的热裂解气体用作富化气体,以实现钢的渗碳,并通过调节第二种液体的滴量来控制炉内气体的碳潜力。该方法的优点是无气体发生炉,设备结构简单,适合批量生产氢气。氢是一种还原性气体。绝对干燥的氢气很难制备,因此使用的氢气实际上是微量水和氢的混合物。金属在氢中加热时是氧化还是还原取决于水和氢的比例。然而,用氢气保护加热并不能绝对防止钢材脱碳。不锈钢和硅钢片的退火和粉末冶金的烧结铁粉可以在氢中恢复。

2.6木炭气

用鼓风机将空气吹入发电炉,空气与热木炭发生反应,即木炭气体。其主要成分是一氧化碳和二氧化碳。一氧化碳是一种还原性气体,二氧化碳是一种氧化性气体。当钢在这种混合物中加热时,大气的氧化和还原能力取决于CO2/CO比率。通过调整这个比例,钢可以达到无氧化、无脱碳的效果。木炭气可用于钢的保护和加热。

三、气体分析监测系统在热处理中的实际应用

炉煤气的碳势是指在一定温度下,炉煤气与钢表面奥氏体中的碳量相平衡时的碳量,可以简单地理解为炉煤气渗碳能力的表征;与炉煤气的成分和温度有关,其水平反映了炉煤气渗碳能力的强度。渗碳气体的渗碳能力(碳势)由其气体成分(如一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、氧气等)确定。

因此,热处理炉厂家无论使用什么样的热处理大气控制,气体的成分浓度都有非常严格的控制,通常通过气体分析仪(如水蒸气、二氧化碳等(CO2),氧气(O2)向控制系统提供信号,及时调整供气成分,改变炉内碳势。

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