脱碳层深度

《钢材质量检验》单元教学设计一、教案头

二、教学过程设计

三、讲义

1.钢的脱碳

脱碳是指钢在加热时表面碳含量降低的现象。脱碳的实质就是钢中碳在高温下与氧和氢等发生作用生成一氧化碳和甲烷，其化学反应如下：

2Fe3C+O26Fe+2CO

Fe3C+2H23Fe+CH4

Fe3C+H2O3Fe+CO+H2

Fe3C+CO23Fe+2CO

这些反应是可逆的，氧、氢、二氧化碳、水使钢脱碳，一氧化碳和甲烷可以使钢增碳。一般情况下，钢的氧化脱碳同时进行，当钢表面氧化速度小于碳从内层向外层扩散速度时发生脱碳，反之，当氧化速度大于碳从内层向外层扩散的速度时发生氧化。因此氧化作用相对较弱的氧化气氛中容易产生较深的脱碳层。

脱碳层由于被氧化，碳含量降低，金相组织中碳化物较少。脱碳层包括全脱碳和部分脱碳两部分，全脱碳层显微组织特征为全部铁素体，部分脱碳层是指全脱碳层的内边界至钢含碳量正常的组织处。

件除外）

并对允许

脱碳层深度的测定方法在我国国家标准GB/T224-1987《钢的脱碳层深度测定法》中已有规定。下面就金相法测定脱碳层深度提出几点注意事项。

试样的抛光面应为横截面，并必须垂直于钢材表面。因为只有这样才能比较充分的观察和找到脱碳层最严重的部位而加以测定，同时不至于使得的脱碳层厚度较实际偏高。

取样时要注意到容易发生脱碳的部位。检验时应沿试样脱碳的边缘逐一观察，应尽可能的做到观察可能发生脱碳的全周边。

GB/T224-1987方法标准中规定，对每一试样，在最深均匀脱碳区的一个显微镜视场内，随机进行最少五次测量，取平均值作为总脱碳层深度。对高碳铬轴承钢、工具钢任然将最大的总脱碳层深度作为该钢材的总脱碳层深度。

小试样（直径不大于25mm的圆钢，或边长不大于20mm的方钢）要检测整个周边；对于大试样（直径大于

25mm的圆钢或边长大于20mm的方钢），为保证取样具有代表性，可截取试样同一截面的几个部分，以保证检测周长不小于35mm。

试样的腐蚀，可以较检验一般金相组织时深一些。

测定脱碳层，一般是在100倍金相显微镜下进行的，必要时也可选用其他倍数。但要注意的是，目镜测微尺的刻度必须用武警测微计校正。脱碳层深度单位以毫米计算。

弹簧钢、高碳铬轴承钢、工具钢的质量技术中对于脱碳层深度的要求较为严格。

对于弹簧钢，按照GB/T1222-1984标准中的基本质量技术要求规定：钢材的总脱碳层深度，没边不得大于表4-2的规定或双方协定。

冷拉圆钢表面每边总脱碳层深度不得超过公称直径的1%。

碳。

热轧和锻

的钢材，

1.

2.

3.

4.

（1

（2

（3

（4

硬度值。

（5）按标准要求对测试结果进行修约，将修约后的结果记录在实训任务单的相应位置。

（6）各组派代表上讲台展示本组的测试结果，并简要分析数据或结果的处理过程。

（7）教师给出标准值和评分标准，学生完成组内自评、小组互评。

（8）教师对本次训练项目和知识点做总结，布置下次课的任务。

参考资料：GB/T231—1998《金属布氏硬度试验》

5.实训任务单

本次实训将学生分为三组，测试20#、45#、60#钢标准块的硬度，并简要分析钢的硬度与碳含量之间的关系。