Обезуглероживание (или декарбонизация ) — это процесс уменьшения содержания углерода , противоположный науглероживанию .
Термин обычно используется в металлургии, описывая уменьшение содержания углерода в металлах (обычно стали ). Обезуглероживание происходит, когда металл нагревается до температур 700 °C или выше, когда углерод в металле реагирует с газами, содержащими кислород или водород . [1] Удаление углерода удаляет твердые карбидные фазы, что приводит к размягчению металла, в первую очередь на поверхностях, которые контактируют с обезуглероживающим газом.
Обезуглероживание может быть как полезным, так и вредным, в зависимости от области применения, в которой будет использоваться металл. Таким образом, это может быть сделано намеренно как этап производственного процесса или что-то, что происходит как побочный эффект процесса (например, прокатки ) и должно быть либо предотвращено, либо впоследствии отменено (например, посредством этапа науглероживания).
Механизм обезуглероживания можно описать тремя отдельными событиями: реакцией на поверхности стали, интерстициальной диффузией атомов углерода и растворением карбидов внутри стали. [2]
Наиболее распространенные реакции:
также называется реакцией Будуара
Другие реакции [1]
Электротехническая сталь — один из материалов, в производстве которого используется обезуглероживание. Чтобы предотвратить реакцию атмосферных газов с самим металлом, электротехническая сталь отжигается в атмосфере азота , водорода и водяного пара , где окисление железа специально предотвращается пропорциями водорода и водяного пара, так что единственным реагирующим веществом является углерод, окисляющийся до оксида углерода (CO). [1]
Нержавеющая сталь содержит добавки, которые сильно окисляемы, такие как хром и молибден . Такие стали можно обезуглероживать только путем реакции с сухим водородом, который не содержит воды, в отличие от влажного водорода, который производится таким образом, что содержит некоторое количество воды и может быть использован для обезуглероживания. [1]
Случайное обезуглероживание может быть вредным для поверхностных свойств изделий (где содержание углерода желательно), если оно происходит во время термообработки или после прокатки или ковки, поскольку материал подвергается воздействию только на определенную глубину в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. [1] Этого можно избежать, используя инертную или пониженного давления атмосферу, применяя резистивный нагрев в течение короткого времени, ограничивая время, в течение которого материал подвергается воздействию высокой температуры, как это делается в печи с шагающими балками, или посредством восстановительного науглероживания, которое использует углеводородную атмосферу для переноса углерода на поверхность материала во время отжига. [1] Обезуглероженную поверхность материала также можно удалить шлифованием . [1]
