023-86669155
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摘 要：本文提出了熱處理中的天然氣等氣源和滲碳淬火件、碳氮共滲件非馬氏體組織、殘余奧氏體及氣體軟氮化件金相組織檢查等標準存在的“誤區”，并提出了具體的修改建議。同時，提出了熱處理滲碳采用凈化后的天然氣、氨水、甲醇不但可提高產品質量，而且還具有提高滲碳和碳氮共滲速度、降低氣源消耗和延長設備備件使用壽命等功效。中國首次發現：吸熱式氣氛中CO含量*高達31%，還不產生碳黑。
關鍵詞：天然氣凈化；甲醇凈化；氨水凈化；滲碳；碳氮共滲；軟氮化；淺腐蝕
中圖分類號：TG157
The discuss of the misunderstandings of some
heat treatment gas sources and metallurgical standards
ZHIYI LI1, 2, XIAOPENG LI1
(1． ChongQing Yangtze Industrial Furnace Company,，ChongQing 401329;
2． ChongQing hai’sen company ，ChongQing 400039)
Abstract: This paper presents the misunderstandings of the standards of the heat treatment gas sources (e.g. natural gas), cementation quenching non-martensite organization, remaining austenite and gas soft-nitriding microstructure and puts forward the revision proposal. Meanwhile, it also presents that the Heat treatment cementation using purified natural gas, Methyl alcohol; methanol can not only improve the quality of products, but also enhance the carburizing speed, reduce the gas consumption and extend the lifespan of equipment spare parts and so on. Chinese initially contact that in the heat absorption type atmosphere CO reaches as high as 31%, but does not produce the carbon black.
Key words: Natural gas purification; Methyl alcohol and Ammonia water purification; Carburize; Soft-nitriding; Discussion corrosion
熱處理標準是一個國家與外國先進技術接軌和指導熱處理生產而不可缺少的文件。隨著改革開放的深入和產品質量要求檔次的提高，人們對標準的理解也逐漸深化且對標準的要求也越來越高，但還是出現“誤區”，本文引薦大家從“誤區”中走出來。
1熱處理所用氣源
熱處理用天然氣標準
現標準GB17820-1999《天然氣技術要求》，熱處理參照Ⅱ類（見表1），規定含硫（無機硫）量≤20mg/m3，有機硫不作要求。有些熱處理工作者認為現有氣源已達國家標準。在重慶地區經我們十多年檢測，結果是
波動的。波動范圍：有機硫30—248 mg/m3、無機硫10—78 mg/m3，氣礦脫硫設備已幾次發生故障。為保證城市用氣總硫高達1100 mg/m3。文獻[6]的相關內容中專門講述含硫量越低越好，但未提“水份”（水份也應越低越好[1、2、3、4]）。天然氣另一滲碳機理CH4→Cad+H2的充分發揮，使滲碳件淬火后的表面非馬氏體組織大大降低（控制好的話可達3μm以下;淺腐蝕），不但避免了古老的滲碳機理（CO→Cad+CO2）一邊滲碳一邊氧化的過程，使滲碳速度加快，而且滲碳件表面光亮銀灰色無碳黑[7]（吸熱式氣氛發生器也不燒碳黑）、吸熱
式氣氛中的觸媒不易中毒（壽命大大提高）、氧碳頭和爐底板壽命提高一倍以上，獲得可觀的經濟效益。
作者簡介：李志義（1938.02—），男，江蘇泰州人，62年畢業于哈工大，全國先進失效分析專家，獲國家發明專利一項和兵器部二、三等獎，著有《結構鋼在表面處理中氫脆和應力腐蝕斷裂》已發表論文20多篇。聯系電話：13002366762 E-mail：office@hsenic.com
GB17820-1999規定，民用天然氣或稱城市用天然氣為I和II標準。III標準當H2S≤20mg/m3，也允許使用(見表1)。
1.2 采用凈化后的天然氣滲碳出現的功效
采用一步法凈化后的天然氣均能長期穩定地達到：有機硫＜3mg/m3、無機硫＜1mg/m3、水份（露點）＜-400C；凈化丙烷氣時也可達到：無機硫+有機硫＜1mg/m3、水份（露點）＜-420C（采用微量水份分析儀檢測后轉換）。
1.2.1 吸熱式氣氛中的CO含量
采用紅外線儀檢測的結果表明：采用凈化后的天然氣制備的吸熱式氣氛中其CO含量竟高達22%、*高達31%（還不產生碳黑），而采用丙烷氣制備的吸熱式氣氛中的CO含量*高可達17%[7]（該檢測數據為國內外首次發現,是由株齒公司馬學文2006年7月發現，并堅持至今的連續驗證）。
1.2.2 富化氣的用量
天然氣中甲烷的分子式是CH4，而丙烷的分子式是C3H8，按理論計算因其丙烷的碳當量是甲烷的三倍，那么與丙烷相比其天然氣耗量約增加三倍，但實際上用量僅稍增加（見表2），這主要歸功于天然氣滲碳的另一機理：CH4→Cad+H2[1.3.4]的優勢發揮。
1.2.3 滲碳件熱處理質量（以株州齒輪公司為例）
1）碳濃度分布
用九點方形臺階試樣（圖1）做碳濃度分布試驗的結果見表4及圖2。
材料為22CrMoH鋼齒輪在“愛協林”雙推連續式滲碳爐中按表3工藝進行生產，大大提高了生產率
（整個公司提高的產量相當于節約了兩條以上1000kg箱氏多用爐生產量）。
表3 齒輪滲碳工藝
Table 3 Gear cementation craf
| 區位 | 加熱 | 強滲1 | 強滲2 | 高溫擴散 | 低溫擴散 |
| 溫度（℃） | 900 | 930 | 930 | 900 | 850 |
碳勢 （C，%） | 1.20 | 1.20 | 0.75 | 0.75 |
資料[6]：天然氣制備的吸熱式氣氛中CO含量為20.7%，丙烷氣制備的吸熱式氣氛中CO含量為23-25%（估計這些數據是由于：吸熱式裂解設備中的催化劑其主要成分為NiO2，在運行初期具有脫硫作用；在運行后期，該數據就會下降，而且不穩定、可靠性較差）。
注：推料周期為40min/盤（要達到1.6mm的有效硬化層，原來采用丙烷氣的周期為45min/盤）
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