模具工件热处理过程中氧化和脱碳的机理

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氧化的机理
在一般的气体介质（如空气）中，O2、CO2和H2O水蒸气等是氧化脱碳性强的气体，它们一般按下列化学反应进行，从而造成钢的表面被氧化，即钢在氧化性气氛中加热，在零件的表面将产生氧化层，化学分析表明氧化层从表到里依次为Fe2O3、Fe3O4、FeO，其形成的机理为表面的氧气含量高，与铁强烈作用生成Fe2O3，中间部分为Fe3O4，内层形成了氧含量较低的FeO，另外随着炉内氧含量的增加和加热温度的提高，氧化层的厚度会不断增加，在实际的热处理过程中要将氧化性气氛消除，并确保工艺温度符合技术要求。

脱碳的机理
脱碳是指钢件在加热过程中，由于炉内脱碳性气氛与钢表面的碳原子发生化学反应，即钢表面的碳原子部分或全部被烧掉，因此降低了其表面的含碳量，从而影响到零件的表面质量和力学性能。
通常在热处理设备的加热介质的炉气（或盐浴中）中存在有O2、CO2、H2O和H2等气体，它们和钢表面的碳发生化学作用造成碳含量的下降，www.hongchao-dg.cn钢的脱碳过程为：一是表面的碳原子被氧化，二是表面的碳失去，引起表面碳浓度的降低，根据化学平衡原理，心部碳向表面扩散移动，因此脱碳层会不断增加，时间越长则脱碳越严重。同时还应看到，O2、CO2、H2O和H2等气体除发生以上作用外，它们也可同钢中的Fe3C反应使其失去碳原子。

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