浸炭ガス媒体が電熱合金に及ぼす影響

浸炭ガス媒体が電熱合金に及ぼす影響

鋼の浸炭処理に使用される浸炭ガス媒体は強力な還元性媒体です。 炭素関与ガスは吸熱性ガスと発熱性ガスの２種類に分けられ、その組成（パーセント）は以下の通りです。

ガスの種類 H2 CO CO2 N2

吸熱タイプ 30~40 20~30 0.1~0.5 マージン

発熱タイプ 10~15 5~7 5~6 マージン

さらに、活性炭やメタンも含まれています。

浸炭処理温度は一般的に900～950度で、発熱体の表面温度は1000～1100度に達する場合もあります。 浸炭するときは、発熱体を媒体ガスから離す必要があります。そうしないと、発熱体が腐食します。

洗浄されていない潤滑剤が付着した部品や鋼材を直接炉に入れて熱処理すると、炭化水素の分解により強力な還元性ガスが発生し、電熱部品を腐食させます。

保護酸化膜は、電熱体の浸炭を防ぐ唯一のバリアです。 酸化皮膜が破壊されると、その傷から還元ガスが合金内部に侵入し浸炭します。 電熱合金におけるクロム、鉄、炭素の親和性は非常に強いのに対し、アルミニウム、シリコン、ニッケルなどの親和性は非常に弱いです。 したがって、浸炭ガスが合金に接触すると、次のような浸炭反応が起こります。

電熱合金の保護酸化皮膜の主成分は、ニッケルクロム、ニッケルクロム鉄合金の場合はCr2O3、NiO、Fe2O3、鉄クロムアルミニウム合金の場合はAl2O3、Cr2O3です。 これらの酸化物は、強還元浸炭ガス中で温度が安定します。 これは合金の耐浸炭性の強さを決定します。

高温では、電気発熱体が浸炭ガスと接触すると、保護酸化皮膜が破壊され、浸炭ガスが合金に浸透して浸炭反応が起こります。 形成された炭化物により、合金の抵抗値が増加し、可塑性が低下し、皮が剥がれ、最終的には発熱体が急速に故障します。

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