Обезуглероживание

Обезуглероживание, уменьшение концентрации углерода в сталях и сплавах, возникающее при нагреве в окислительных средах, а также в водороде (сухом или влажном). О. стали и сплавов может оказывать как вредное, так и полезное действие. О. стали, происходящее при термической обработке, нагреве под прокатку или ковку, распространяется на большую или меньшую глубину внутрь металла (в зависимости от температуры и продолжительности нагрева) и приводит к ухудшению свойств поверхности готовой продукции и браку. О. — результат различных, часто сложных химических реакций: (C + ¹/₂O₂ = CO; С + O₂ = CO₂; (C + CO₂ = 2CO; С + H₂O = CO + H₂; С + 2H₂ = CH₄; С + FeO = CO + Fe, начинающихся и протекающих с заметной скоростью при температурах выше 700 °С. О. может быть устранено при нагреве в печах с защитной атмосферой или в вакууме. При использовании открытых печей О. уменьшают, сокращая время пребывания металла при высоких температурах (например, в печах с шагающим подом) или применяя быстрый электроконтактный нагрев металла. Практикуется удаление уже образовавшегося в условиях производства обезуглероженного слоя механическим путём (на шлифовальных станках); находит применение отжиг металла в восстановительных газовых смесях, содержащих природный газ или др. углеводороды, в результате чего поверхность изделий обогащается углеродом (реставрационная цементация).

  О. как разновидность химико-термической обработки улучшает свойства металлов и сплавов, в которых углерод является вредной примесью (трансформаторная сталь, нержавеющие стали). Рафинирующее О. осуществляется при нагреве в газовых средах определённого состава, подобранного с таким расчётом, чтобы основной металл не вступал в химические реакции. Трансформаторную сталь отжигают в смесях N₂—H₂—H₂O; отношение концентрации H₂ к H₂O при этом таково, что железо не окисляется, а углерод образует CO и удаляется. Нержавеющие стали и подобные им сплавы, содержащие легкоокисляющиеся легирующие элементы, подвергают рафинируюшему отжигу в сухом водороде.

  Л. А. Шварцман.