Q345B焊管为何会出现掺碳不均？

Q345B焊管渗氮层硬度高而且表层处于压应力状态，能显著提高钢的耐磨性与疲劳强度，改善耐蚀性和抗擦伤性能，所以氮化层不足或不均匀是零件的重要质量缺陷。实际生产中经常会遇到无氮化层或层深不合格的问题，主要原因分析如下：

(1) 渗氮温度偏低，保温时间不够在生产中，如果因仪表控制不当，未能达到工艺要求的温度，而保温时间仍按工艺文件执行；或渗氮

温度是正确的，而渗氮时间小于工艺文件规定的时间，都可能造成渗氮层不足。所以在生产中要定期校验仪表，严格控制工艺参数，按工艺要求执行。

(2) Q345B焊管活性N 原子不足

如果氮氢比例不当，氮原子偏少，则在炉中可供渗氮的离子过少，会降低渗氮速度，使渗氮层的深度降低。还有设备打弧严重，也会使活性N 原子数量降低，(5) 中将详述。

(3) Q345B焊管零件装夹不合理

如果零件装夹不当，例如摆放位置不合理、装炉量太大，都会造成温度不均匀，温度偏低处的层深则

减少；还有如果零件摆放太近，会影响辉光离子的流动，从而降低了氮化速度。这两点都会造成层深不足或不均匀的问题，合理的装炉方式需要根据生产实践和经验的积累来确定。

(4) 炉子密封性不好、漏气

与影响白亮层一样，这点也是渗氮层不足的重要原因，空气的进入会直接影响氮原子的吸收和扩散，这点工程技术人员悉知。

(5) 设备打弧

零件装炉完毕，罩上炉罩，开启真空泵抽真空，待真空度抽至50 Pa 以上后，即可通电起辉。整个离子氮化工艺过程大致分为打散弧清理、升温、保温三个阶段。实际生产中，打弧现象主要集中在前两个阶段，如果电压、峰值电流正常，不打“死弧”，工艺能顺利通过，则对零件的质量影响不大；如果在保温阶段频繁打弧，且打弧严重影响到峰值电流、占空比等工艺参数使其波动异常，就会直接影响零件的质量，所以要求在保温阶段有一组相对稳定的工艺参数值。

对于全自动控制的离子氮化炉，操作者应能正确地判断各种不同的打弧情况，适时进行手动干预，这对维持正常生产是非常必要的。手动干预的主要方式有适当降低电压、气压，使打弧电流减小，直到打弧停止，如果手动调整不能停止严重打弧，此时最大电流已不能维持工件升温、保温的需要。就必须停泵吊起炉罩，看清打弧源的位置，消除引起打弧的根源，才能重新恢复工艺过程。

生产实践中总结打死弧的主要原因有：装炉量过大(即负载过大，峰值电流会急剧升高) 、小缝小孔

处、电绝缘位置失效等。要想确保零件质量，打死弧时需要及时停炉处理。

(6) 零件的清洁度影响

零件清洗不干净，表面有清洗剂等残留物，会影响氮原子的吸收甚至无法渗氮，还会引起严重打弧，所以零件表面清洁是保证渗氮产品合格的前提和基础，是关键点。

理想的清洁方式是采用两次清洗，第一次用普通清洗剂清洗零件表面的油污，暂时不烘干；第二次用脱离子水清洗，清洗浓度要控制在1% 以内，且只能用吹气的方式将零件吹干，保证零件表面清洁、无任何残留物。

(7) 温度差异与毛坯组织的影响

温度差异和毛坯组织不理想是引起渗氮层不均匀的主要原因。如果炉内上、中、下层温度不均匀，控温不好，会使同一炉的不同位置零件出现层深的差异，因此热电偶的安装位置、辅热的布置、热电偶的定期标定等工作就显得尤为重要了。试验证明，如果零件毛坯组织不均匀，出现严重的带状组织，晶粒粗大，都会使零件氮化后层深、硬度出现不均匀的现象。理想毛坯要求：带状组织为A 级；晶粒度控制在8 ～ 9 级。

文章来源：http://www.q345b-gangguan.com

2015年6月29日

山东省龙川钢管制品有限公司