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脫碳是指鋼的含碳量減少的現(xiàn)象稱為脫碳。鋼的加熱溫度過高或在高溫下停留時間過長時易發(fā)生脫碳。有時還伴有嚴(yán)重的表面氧化。出現(xiàn)全脫碳層時組織中已無珠光體存在。僅有部分脫碳層時還保留一部分珠光體。碳鋼及低合金鋼在臨氫高溫狀態(tài)下氫使鋼中的Fe3C還原生成甲烷,也使珠光體脫碳,亦稱氫腐蝕。脫碳后的鋼材強(qiáng)度下降并軟化。
其化學(xué)方程式如下：
2Fe3C+O2=6Fe+2CO
Fe3C+2H2=3Fe+CH4
Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2
Fe3C+CO2=3Fe+2CO
這些反應(yīng)是可逆的,即氫、氧和二氧化碳使鋼脫碳,而甲烷和一氧化碳則使鋼增碳。
脫碳是擴(kuò)散作用的結(jié)果,脫碳時一方面是氧向鋼內(nèi)擴(kuò)散;另一方面鋼中的碳向外擴(kuò)散。從最后的結(jié)果看,脫碳層只在脫碳速度超過氧化速度時才能形成。當(dāng)氧化速度很大時,可以不發(fā)生明顯的脫碳現(xiàn)象,即脫碳層產(chǎn)生后鐵即被氧化而成氧化鐵皮。因此,在氧化作用相對較弱的氣氛中,可以形成較深的脫碳層。