Что такое термообработка в защитной атмосфере?

Термическая обработка в защитной атмосфере — это процесс термической обработки металлов и сплавов в специально контролируемой атмосферной среде. Это делается для предотвращения возникновения нежелательных химических реакций на поверхности обрабатываемого материала, таких как окисление или обезуглероживание. Защитная атмосфера используется для того, чтобы готовый продукт сохранял желаемые свойства и качество поверхности.

Типы защитной атмосферы:

Эндотермический газ: это обычная защитная атмосфера, которая часто представляет собой смесь окиси углерода (CO), водорода (H2) и азота (N2). Его получают путем пропускания природного газа через нагретую реторту, заполненную никелевым катализатором.

Экзотермический газ. Экзотермическая атмосфера, образующаяся при сжигании топлива с избытком воздуха, обычно состоит из азота, углекислого газа и водяного пара. В основном они используются для процессов отжига.

Азотные и водородные смеси: используемые в основном для высокотемпературного отжига нержавеющей стали, эти смеси могут помочь предотвратить образование оксидов.

Вакуум. В некоторых процессах термообработки лучший способ предотвратить нежелательные реакции — проводить термообработку в вакууме, по существу полностью удаляя атмосферу.

Другие газы: Другие специальные газы или смеси, такие как аргон или формовочный газ (смесь водорода и азота), могут использоваться в зависимости от конкретных требований процесса термообработки.

Преимущества термообработки в защитной атмосфере:

Предотвращает окисление: металлы, нагретые в присутствии кислорода, имеют тенденцию образовывать оксиды на своей поверхности. Они могут повлиять на механические свойства и внешний вид материала. Защитная атмосфера предотвращает это.

Предотвращает обезуглероживание. Углерод является важным элементом стали, влияющим на ее твердость. Когда сталь нагревается в присутствии кислорода, углерод может вступить с ним в реакцию и удалиться из поверхностного слоя, что приводит к процессу, называемому обезуглероживанием. В результате получается более мягкий поверхностный слой, что может быть нежелательно для многих применений.

Улучшенное качество поверхности: без образования оксидов или других нежелательных соединений конечный продукт часто имеет более качественную и чистую поверхность.

Позволяет использовать специальные процессы цементации: некоторые термические обработки, такие как цементация и азотирование, намеренно вводят такие элементы, как углерод или азот, в поверхностный слой металлов для улучшения их свойств. Защитная атмосфера позволяет контролировать эти процессы.

Таким образом, термообработка в защитной атмосфере является важнейшим процессом в металлургии, обеспечивающим стабильное и качественное производство металлов и сплавов. Будь то сохранение свойств материала или придание новых, контролируемая среда имеет решающее значение для достижения желаемых результатов.