天然氣中的硫對滲碳的影響

2.2重復表面淬火產(chǎn)生的裂紋效應保證了工件在加熱和冷卻時(shí)的連續性也增加了工件加對42(rM鋼而言表面淬火時(shí)不論在任何情況下中途熱和冷卻的均勻性。停止淬火或淬火后硬度不均需返工重新淬火不允許在原來(lái)(2)改變原來(lái)的中頻預熱為爐中預熱。減少了工件截面已淬火的位置重新淬火。上的溫差使過(guò)渡層的組織狀態(tài)平穩、連續。其預熱溫度一定因為表面淬火后表層形成淬火組織即使硬度不均勻),要適宜太低則達不到最佳效果太高則會(huì )使表面硬度降低其殘余應力狀態(tài)為表層呈壓應力內層為拉應力分布3。在(3)對于需要重新表面淬火或返工淬火的工件因為之重復加熱的情況下因為感應加熱的比功率遠比爐內加熱的前該材料為調質(zhì)狀態(tài)故現在選擇爐中高溫回火接近調質(zhì)的大加熱速度快δ。即使是以中頻感應回火代替消除應力回回火溫度)替消除應力回火及淬火前的預熱以達到原來(lái)整火其應力消除得不徹底同樣不能達到滿(mǎn)意的效果。因為感體調質(zhì)狀態(tài)。再進(jìn)行返工淬火同樣能保證質(zhì)量應加熱的特點(diǎn)是快速加熱原來(lái)已淬火的組織在快速加熱的采用上述三點(diǎn)工藝改進(jìn)措施使瓦楞輥的表面質(zhì)量穩定情況下其應力發(fā)生突變加之應力消除得不徹底若重復淬硬度合格并且無(wú)開(kāi)裂或剝落的現象使用效果好獲得了良火組織應力與熱應力過(guò)于集中或重疊在重復淬火的區域淬好的技術(shù)經(jīng)濟效益火時(shí)很容易在此處發(fā)生裂紋。所以感應淬火前原始組織具參考文獻有特別重要的意義。在此之前必須進(jìn)行預先熱處理以便為[1]夏國華楊樹(shù)蓉籌現代熱處理技術(shù)M]北京浜兵器工業(yè)出版感應加熱淬火提供合理的原始組織5。一般情況下采用調社,997:185質(zhì)、退火或正火2]沈慶通感應熱處理問(wèn)M]北京機械工業(yè)出版社,19903解決辦法[3]安運錚熱處理工藝字M]北京機械工業(yè)出版社1982252,通過(guò)以上的分析我們對原有的中頻淬火工藝作了一些277257256[4]劉宗昌.鋼件的淬火開(kāi)裂及防止方?jīng)KM]北京治冶金工業(yè)出版(1)暫不加工A到B處的開(kāi)囗槽即長(cháng)度方向上的小短社,99190齒加工成了長(cháng)齒條)待中頻淬火合格后再用一特殊的切割[51浙江大學(xué)等鋼鐵材料及其熱處理工藝M1上海止?？茖W(xué)技術(shù)出版社,978385方法將開(kāi)口槽切開(kāi)。避免了加熱時(shí)在開(kāi)口尖角處的渦流集中天然氣中的硫對滲碳的影響張毓軍重慶鐵馬工業(yè)集團有限責任公司重慶400050)摘要天然氣中硫的超標不但會(huì )使制取吸熱式氣氛的鎳基催化劑中毒失效冋時(shí)還影響滲碳的界面反應降低零件的表面硬度延長(cháng)滲碳時(shí)間。所以作為滲碳用原料氣必須對天然氣充分脫硫。關(guān)鍵詞脫硫鎳基催化劑滲碳界面反應表面硬度中圖分類(lèi)號:I)871.6IG156.8文獻標識碼A文章編號254605K200210048-03Effect of Sulphur in Natural Gas on Carburizing ProcessZHANG Yu-junChongqing Tiema Industries Corporation Ltd. Chongqing 400050 ChinaAbstract The Ni-catalyzer of prepared endogas can be poisoned and failed because of the overdetermined sulphurin the natural gas. The overdetermined sulpher also affects the interfacial reaction of carburizing process then thesurface hardness of carburized part is reduced and the time of carburization is prolonged. As a raw gas for carburzing it is necessary to desulphurize in the natural gas sufficientlyKey words desulphurizing Ni-catalyzer 'carburizing interfacial reaction ' surface hardness1引言我公司2000年9-27爐的滲碳工藝曲線(xiàn)和技術(shù)要求見(jiàn)圖我公司生產(chǎn)的重載汽車(chē)變速箱齒輪和傳動(dòng)軸零件材料主1。該爐零件滲碳淬火回火后有效硬化層深僅為FHI610)要是18 CrMnBH、16 CrMnBH鋼。齒輪、軸和大部分零件采用0.3mm表面硬度為54-56HRC表面硬度和有效層深均與滲碳淬火處理。滲碳設備為德國德固沙公司的箱式多用爐生技術(shù)要求不符。經(jīng)檢查滲碳工藝參數輸入正確操作無(wú)誤產(chǎn)線(xiàn)采用微機對滲碳過(guò)程進(jìn)行全自動(dòng)控制滲劑采用以天然設備正常但O紅外分析儀顯示表明CO2含量偏高且不氣為原料氣制備的吸熱式可控氣氛(載氣)+天然氣(富化穩定。中國煤化工.4%,多次測量(包括燒氣爐內碳CNMHG2原因分析作者簡(jiǎn)介張毓軍1973-)男重慶開(kāi)縣人助理工程師以事熱處理2.1數據分析工藝編制及現場(chǎng)技術(shù)指導工作。聯(lián)系電話(huà):364265864收稿日期2001-07-05經(jīng)化驗發(fā)現天然氣中硫含量(主要是HS)竟高達《金屬熱處理》2002年第27卷第1期置。表2就是安裝脫硫裝置后試生產(chǎn)的11爐的滲碳結果工藝曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。安裝脫硫裝置后再提取天然氣化驗其中硫BE890含量?jì)H為34mg/m3完全達到了吸熱式氣氛滲碳對硫含量的要求。從這次事故的發(fā)生和對安裝脫硫裝置前后滲碳結果的油冷怕0-1D01比較說(shuō)明天然氣中硫含量的多少對滲碳結果有很大的影響Tmn2,2理論分析圖1滲碳工藝曲線(xiàn)天然氣中硫對滲碳的影響主要表現在滲碳的3個(gè)控制Fig 1 Carburizing and quenching process環(huán)節級熱式氣氛的生成、金屬對活性碳原子的吸收以及碳原技術(shù)要求材料18 CrMnbh鋼有效硬化層深EHI610)子在金屬基體中的擴散速度。0,4~0.7mm表面硬度59~63HRC表2脫硫后的滲碳結果1200mg/mY標準狀態(tài)下下同)而按要求制取吸熱式氣氛Table 2 Carburizing results after sulphur removal的天然氣中硫的含量應低于200mg/m3。經(jīng)向天然氣公司查序號滲碳時(shí)間擴散時(shí)間實(shí)測HH610EH610詢(xún)原來(lái)是川東氣田供氣出口脫硫設備出了故障。而我廠(chǎng)未T,/min超差/mm安裝脫硫裝置因而導致滲碳零件達不到工藝規定的技術(shù)要0求。半月之后川東氣田脫硫裝置恢復正常我們將裂化罐內1851.26的催化劑更換后滲碳零件才基本滿(mǎn)足工藝要求。滲碳工藝曲線(xiàn)見(jiàn)圖2滲碳結果見(jiàn)表1。1851.12l852801851.200.051,01油冷10》0.1511280181.210.06圖2滲碳工藝曲線(xiàn)注由于有效硬化層深絕大多數超差最終將工藝調整為Fig 2 Carburizing and quenching280min ,T2=160min技術(shù)要求材料18 CrMnbh有效硬化層深(EHI610)(1)硫對吸熱式氣氛生成的影響以天然氣為原料氣制0.85~1.15mm表面硬度59-63HRC取的吸熱式氣氛參考成分1見(jiàn)表3沖要求得到盡可能低的表1脫硫前的滲碳結果HO和CO2含量。制備吸熱式氣氛的化學(xué)反應式如下Table i Carburizing results before sulphur removalCH4+2.380.21O2+0.79N2)=OO+2H2+1.88N2+Q滲碳時(shí)間序號擴散時(shí)間實(shí)測EHI610表3吸熱式氣氛的成分體積分數%)1/minTable 3 Cas( vol %0.931.08組分CO2O2OOH2CH4123456789u成分微量0.020.738.70.8露點(diǎn)-41.13該反應實(shí)際上分兩步進(jìn)行第一步部分燃料氣與空氣的燃燒1,06反應該反應是放熱反應0.95CH4+20=CO+ 2H,O+Q第二步IH4與第一步反應生成的OO2和H2O的反應,該反1,05應才是吸熱反應1.15CH+HO=CO+3H, 9 CH+CO=2C0+2H,-Q為使第二步反應完全徹底,獲得盡可能低的H2O和CO2含0.89量除需較高的反應溫度外還需高效能的催化劑。我公司采131,06用的是含NiO的鎳基催化劑。高溫下天然氣中大量的硫1950.95(主要是HS廂和催化劑中的NO發(fā)生反應生成NiS使得鎳注工藝規定:T1=280in,T2=185min,實(shí)際生產(chǎn)中,提前基催化中國煤化工步反應不充分AO2HO20mim看觀(guān)察試樣生產(chǎn)工人根據觀(guān)察試樣的層深來(lái)控制零件的滲碳含量較層深并根據實(shí)際層深來(lái)確定擴散的實(shí)際時(shí)間重新更以 CNMHG控制誤差相當大必須舊ALJ。此時(shí)再次提取天然氣化驗硫的含量,發(fā)現其含量為(2)滲劑中含硫對零件表面硬度的影響原料氣中的269mg/m3仍然超標。為了避免類(lèi)似情況再次發(fā)生同時(shí)也H1S在滲碳時(shí)發(fā)生分解避免天然氣中硫對滲碳設備的腐蝕我公司決定安裝脫硫裝HS=H,+[S]《金屬熱處理》2002年第27卷第1期分解岀來(lái)的活性硫原子在高溫下很容易和金屬Fe發(fā)生如下要比安裝脫硫裝置后長(cháng)一些。反應3結論Fe+[S]Fes Fe+2S]FeS1)天然氣中高的硫含量會(huì )使鎳催化劑中毒失效,而反應生成的化合物FS和Fs2覆蓋在鋼鐵基體的表面形成影響吸熱式氣氛的生成使得產(chǎn)氣組氛不穩定爐內碳勢降層極薄的硫化物膜硬度很低2它在一定程度上降低了低使得零件有效硬化層深和表面硬度都比工藝規定的要低零件表面硬度2)鋼鐵基體表面硫化物膜的形成會(huì )降低鋼件的表面3)硫對滲碳吸附的影響金屬鐵對于活性碳原子有催硬度?；饔?。即當滲碳介質(zhì)如(O被吸附在鋼件表面由于金屬3)鋼鐵基體表面覆蓋一層硫化物膜降低了鐵原子對鐵的存在削弱了CO鍵的結合力31使得界面反應界面反應的催化作用阻礙活性碳原子的形成降低了鋼件表FOQ吸附)]+(氣)=FdC】吸附)+OO氣)面的碳濃度影響了滲碳速度延長(cháng)了滲碳時(shí)間。F(Q吸附)]+H氣)FdC】吸附)+H(氣)〔4)對含硫量超標的天然氣需經(jīng)有效脫硫方可作為滲很容易發(fā)生形成活性碳原子進(jìn)而在表面形成碳的固溶體或碳的原料氣?；衔?。界面反應是滲碳的控制環(huán)節該環(huán)節中的任何一個(gè)參考文獻過(guò)程發(fā)生故障都會(huì )影響整個(gè)滲碳過(guò)程的正常進(jìn)行甚至整個(gè)[1]中國機械工程學(xué)會(huì )熱處理專(zhuān)業(yè)學(xué)會(huì )《熱處理手冊》編委會(huì ).熱處滲碳過(guò)程處于停止狀態(tài)。所以當天然氣中含硫量太高在工手刪二版ⅠM]北京機械工業(yè)出版社,99125件表面形成一層極薄的硫化物膜時(shí)降低了鐵原子的活性減[2]蔡美良簿.新編工模具鋼金相熱處理M]北京機械工業(yè)岀版弱了金屬鐵對界面反應的催化作用必然會(huì )使界面反應緩慢社,998238鋼件表面碳濃度有所降低碳原子在鐵基體中的擴散速度減[3]安運錚.熱處理工藝敩M]北京機械工業(yè)出版社,982:181慢。所以安裝脫硫裝置前滲碳達到同樣的層深所花的時(shí)間牙輪鉆頭牙掌焊接和熱處理產(chǎn)生的裂紋分析失效分析冫周細應↓柯黎明王偉蘭1華小珍1劉漢鼎〔1.南昌航空工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程系江西南昌3300342.宜春第一機械廠(chǎng)江西宜春336000摘要運用掃描電子探針對三牙輪鉆頭牙掌堆焊和熱處理后產(chǎn)生的裂紋特征進(jìn)行了分析并采用ⅹ射線(xiàn)衍射儀測定了牙掌試件的殘余應力。結果表明堆焊層與基體的界面缺陷是裂紋形成的主要原因。裂紋擴展方式為穿晶斷裂。而堆焊層表面拉應力導致裂紋的進(jìn)一步產(chǎn)生與擴展。建議在堆焊工藝和熱處理工藝中采取措施盡可能減少應力。關(guān)鍵詞裂紋分析推焊熱處理牙輪鉆頭圖分類(lèi)號IG441.8IF21文獻標識碼3文章編號》254-605K2002)1-050-04Crack Analysis in Palm of Roller bit by Overlaying Welding and Heat TreatmentZHOU Xi- ying KE Li-ming WANG Wei-lan'HUA Xiao-zhen' LIU Han-ding2(1. Department of Materials Science and Engineering Nanchang Institute of Aeronautics and TechnologyNanchang Jiangxi 330034 China 2. Yichun First Mechanical Factory Yichun Jiangxi 336000 ChinaAbstract The characterization of the crack in palm of the roller bit produced by overlaying welding and heat treatment was studied with the scanning electron microscope( SeM) and its residual stress was tested with X-raydiffraction( XRD ) The results showed that the forming of crack was mostly made by the interface defect betweenoverlaying welding layer and matrix. The propagation of crack causes transgranular fracture. The tensile stress inthe layer of overlaying welding resulted in the initiation and propagation of the crack It was suggested that thestress produced by overlaying welding and heat treating would be reduced as possibleKey words crack analysis overlaying welding heat treatment roller bit1引言由于鈷基合金具有很高的紅硬性(在500~700℃時(shí)仍可保持牙掌是用于地質(zhì)、礦山和石油開(kāi)采鉆探的牙輪鉆頭的重350-50HⅣV的高硬度)抗磨損耐腐蝕、抗沖擊、抗熱疲勞要組成部分它的作用是支承牙輪保證牙輪鉆孔時(shí)環(huán)繞牙和抗氧1中國煤化工尤良性能2.通常曆損掌的軸承轉動(dòng)所以牙掌需要非常好的耐磨性等綜合性能。面采用CNMHG性其他工作面采用滲碳淬火時(shí)階仕又可以保證心部良好的韌作者簡(jiǎn)介凋細應1964-)男江西南昌人副教授主要研究方向為性。然而由于鈷基堆焊層硬度高脆性大3所以在牙掌端材料表面改性工藝與新型功能材料發(fā)表論文20余篇。聯(lián)系電話(huà):面和柱面出現明顯的徑向裂紋和縱向裂紋并可能出現封閉07918223572收稿日期2001-0329的網(wǎng)狀微裂紋。本文對牙掌裂紋產(chǎn)生與擴展的原因進(jìn)行了分《金屬熱處理》2002年第27卷第1期