Отжиг в безокислительной среде

При нагревании стальных изделий в обычных пламенных и электрических печах происходит взаимодействие поверхности изделия с кислородом нагревающей среды. В результате этого взаимодействия протекают два вредных процесса: окисление железа, т. е. образование окалины, и обезуглероживание, т. е. выгорание углерода с поверхности изделия. Чем выше температура нагрева и длительнее выдержка изделия при этой температуре, тем большее распространение получают указанные явления. При образовании окалины теряется от 1 до 3% металла, кроме того, требуются дополнительные затраты на удаление ее путем травления или обдувки изделия в пескоструйном аппарате.

Обезуглероживание поверхности особенно нежелательно у инструментальной стали. Обезуглероженную поверхность, глубина которой достигает 1-1,5 мм, приходится удалять. Чтобы избежать окисления и обезуглероживания поверхностного слоя металла, нагрев стальных изделий должен производиться в так называемой нейтральной среде, в которой содержится минимальное количество избыточного воздуха. Если атмосфера печи нейтральна, то она не воздействует на поверхность металла и не изменяет ее. При отжиге в такой среде окалина может совершенно не образовываться и даже при высоких температурах поверхность изделия остается чистой. Отжиг в такой среде называют светлым отжигом. Светлый отжиг осуществляется в электрических или муфельных печах с наружным обогревом муфеля и с герметически закрывающимся рабочим пространством, которое во время работы печью заполняется защитным газом.

Для создания в печи нейтральной атмосферы надо иметь для данной температуры и данного сорта стали определенное соотношение между газами: СО2 : СО; Н20 : Н2; СН4 : Н2. Это достигается при использовании древесноугольного генераторного газа, а также продуктов неполного сжигания природного (саратовского) газа. В качестве нейтральной среды могут быть использованы также газы, полученные путем крекинга (разложения) керосина или мазута в присутствии воздуха или воды.

Предохранить изделия от окисления можно путем создания в печи газовой завесы, препятствующей проникновению в рабочее пространство печи воздуха. В камеру 1, где происходит горение, подводятся воздух и небольшое количество горючего газа. Продукты горения выходят через щель 3 в камеру 2 и образуют перед рабочим пространством печи дымовую завесу. В качестве нейтральной среды могут использоваться расплавленные соли. Такие соляные ванны необходимо периодически раскислять. Термическая обработка стальных изделий в безокислительных средах получает всё более широкое распространение, так как дает экономию металла и улучшает качество изделий. Этому виду обработки подвергаются стальные ленты, жесть, листовая сталь для автомобилей и другие изделия.