国学经典，永久流传《诗经朗诵全集》
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2023-07-31
铸钢件的含碳量会增加或表面出现碳缺陷，高于铸件含碳量的要求，称为渗碳或渗碳缺陷。
常见情况
ZG25(含碳量为0.25% ~ 0.60%的中碳钢)渗碳量较少，ZG60及以上(含碳量> 0.60%的高碳钢)渗碳量较少。表面渗碳层深度为0.1 ~ 3 ㎜，渗碳量为0.01% ~ 0.1%。整体渗碳，渗碳量在0.01%-0.05%之间。表面渗碳往往很不均匀，使得表面硬度甚至基体组织都不一样。随着含碳量的增加，表面膨胀，珠光体也增多，使铸件的可加工性和力学性能变差，影响铸件的表面质量甚至使用性能。
碳缺陷的形成机理及原因
在浇注过程中，泡沫模具在高温钢水的作用下分解开裂，其产物与钢水发生反应。同时，在涂层和干型砂的作用下，是一个复杂的物理、化学和冶金反应过程，从而形成渗碳(渗碳)。以铸造过程中泡沫模具开裂为例。聚苯乙烯的分解过程如图1所示。
图1聚苯乙烯分解示意图
根据数据，泡沫模具中的碳最终在铸件中产生碳缺陷主要有两种方式:
聚苯乙烯的化学式为(C8H8) N，高温热解后的产物为C2H4、CH4和H2，热解后产物的碳氢比为1: 2 ~ 1: 4，其中含有一定量的单质碳。
当温度高于800℃时，短链苯乙烯和前一次热解产生的小分子气体会再次热解，分子链断裂生成氢气和炭黑。这两种方法产生的炭黑，大部分在真空抽取空时通过涂层排出，一部分被涂层吸收。只有一小部分进入熔融金属增加碳，残留在熔融金属表面的部分就是人们看到的铸件表面的起皱和碳渣。
在铸钢件的高温浇注温度> 1 550℃下，泡沫形态由固态迅速转变为液态和气态，同时随着聚合物的裂解，由大分子转变为小分子，直至裂解为游离碳。
在热解气化过程中，在消失模铸造的负压作用下，热解产物不断通过涂层逸出。但部分游离碳的热解产物和部分焦油、液体泡沫由于不满足通过涂层的条件，停留在涂层内部，在浇铸冷凝过程中与钢水、铸件接触。当钢水碳含量较低时，热解产物中的碳扩散到铸件中，导致渗碳和渗碳。
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