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不锈钢锻件锻造加工脱碳氧化现象是什么原因？

不锈钢锻件氧化：

氧化是锻件毛坯（金属原料）在加热过程中与炉气中的氧化性气体发生化学反应，在锻件金属表面形成氧化皮的现象。氧化主要受锻件金属材料的种类、炉气性能、加热温度、加热时间的影响。

加热不同的金属材料，氧化程度不同，如钢坯料，在同样条件下，不同牌号的钢氧化烧损也不同，低碳钢烧损量大而高碳钢量烧损请小，这是由于在高碳钢中反应生成了较多CO而降低了氧化铁的生成量。当钢中含有Cr、Ni、Al、Si、Mo等合金元素时，在钢料表面会形成致密且不易脱落的氧化薄膜，可以阻止加热过程金属的继续氧化。

金属的氧化烧损危害性很大，一般情况下，钢料每加热一次便有0.5%-4.0%的金属被氧化烧损掉，如表所示。同时氧化皮还加剧模具的磨损，降低不锈钢锻件的表面质适。残留氧化皮的锻件，在机械加工时会加快刀具刃口的磨损。因此，减少或消除加热时金属的氧化烧损对锻造生产来说非常重要。

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碳、铬和镍对不锈钢锻件的作用：

镍是一种形成奥氏体的合金元素，但只有与铬结合才能充分证明镍的作用。如果仅使用镍，为了在低碳镍钢中获得纯奥氏体单相结构，镍含量需要高达24%（质量分数）。事实上，镍含量需要达到27%（质量分数）才能达到显著水平。因此，不锈钢锻件的耐腐蚀性大大提高，因此镍在不锈钢锻件中不单独用作合金元素。当镍和铬结合时，镍可以提高钢的耐腐蚀性。

例如，在铁素体不锈钢锻件中加入少量镍，可以使金相组织由单相铁素体转变为奥氏体体铁素体双相组织，从而通过热处理提高其强度。如果镍的含量进一步增加，它会变成单相奥氏体，这是广泛使用的18-8型铬镍奥氏体不锈钢，具有高耐蚀性、良好的变形性和焊接性，并且没有磁性。

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大型锻件通常通过锻造一次性铸造形成的大型铸锭获得。铸造后铸锭中存在气孔、缩孔、偏析、非金属夹杂物等常见铸造缺陷。随着钢锭重量的增加，钢锭的固有缺陷越来越严重，这与大型锻件的高质量要求相矛盾。这些铸造缺陷的存在对后续锻造工艺有极其不利的影响。它们切断了基体结构的连续性，大大降低了钢锭在高温变形过程中的热变形塑性。

此外，由于大型锻件的尺寸效应和重量效应，钢锭的热处理过程也非常复杂。加热温度过低、保温时间过短不利于合金元素的扩散，甚至不能保证热处理过程中组织的均匀性。加热温度过高、保温时间过长，容易导致钢锭晶粒长大、过热、过烧，甚至导致杂质元素沿晶界偏析，为后续加工中的锻造开裂埋下隐患。

不仅如此，大型锻件在加热过程中对加热速度也有严格的限制。这是因为钢锭在加热过程中有温度应力和结构应力，钢锭本身也有残余应力，所以在加热过程中很容易被加热。由于加热速度过快导致内外应力不一致，钢锭出现内部裂纹。然而，缓慢的加热速度限制了生产效率的提高。因此，大型锻件的热处理工艺比中小型锻件的热处理工艺困难得多。

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