Нагревательные печи и устройства
41
ления резко возрастает, а при температуре, соответствующей началу
расплавления окалины, достигает максимума.
Большое значение для процесса окисления имеет состав атмосфе-
ры, окружающей нагреваемую заготовку. При этом следует различать
три основные возможности: нагрев дымовых газов в пламенных печах;
электронагрев на воздухе; нагрев в специально изготовленных защит-
ных (контролируемых) атмосферах. В зависимости от характера воз-
действия на металл газовые среды делятся на окислительные, восста-
новительные и нейтральные.
К окислительным газам относятся: двуокись углерода (СО
2
), во-
дяной пар (Н
2
О), кислород (О
2
), сернистый ангидрид (SO
2
). Эти газы
перечислены в порядке увеличения окислительной способности. К вос-
становительным газам принадлежат: водород (Н
2
), окись углерода
(СО), метан (СН
4
). К нейтральным газам – азот (N
2
), аргон (Аr) и др.
Весьма нежелательным является присутствие SO
2
, так как при
этом на поверхности металла образуются легкоплавкие окислы и суль-
фиды железа, наличие которых увеличивает скорость окисления.
В табл. 2.1 приведены результаты опытов по нагреву стали в ат-
мосфере СО
2
, H
2
O и О
2
при продолжительности 1440 с.
Таблица 2.1
Угар при нагреве в различных газах
Температуру нагрева,
0
С
Относительный массовый угар
а
м , %
СО
2
H
2
O
O
2
1000
1,62
4,78
4,85
1200
3,73
9,72
9,14
1260
4,90
12,39
11,17
При нагреве металла в воздушной атмосфере можно также разли-
чать три слоя: Fe
2
O
3
(
δ
= 5 – 10 %); Fe
3
O
4
(
δ
= 90 – 95 %); FeO (толщина
незначительна).
Угар меняется также в зависимости от химического состава стали.
С повышением содержания углерода, начиная от С = 0,3 %, потери от
угара снижаются. Связано это с тем, что окисление на поверхности
протекает при частичном образовании окиси углерода, которая отно-
сится к восстановительным средам.
Окисление легированных сталей обычно меньше, чем у углероди-
стых при прочих равных условиях. По возрастанию сродства к кисло-
роду легирующие элементы располагаются следующим образом: Сu,
Ni, Со, Mo, W, Сr, Мn, V, Si, Аl, Be, Мg, Nb, Тi.
