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什么是石墨化?

[发布日期:2013-04-21 22:06:01 浏览量:1188 文章来源:威尼斯城娱乐官方平台

  石墨化多用于指钢的石墨化。钢件在工作温度和应力长期作用下,会使碳化物分解成游离的石墨,这个过程也是自发进行的,称为P热强钢的石墨化过程、它不但消除了碳化物的作用,而且石墨相当于钢中的小裂纹,使钢的强度和塑性显著降低而引起钢件脆断。这是一种十分危险的转变过程。向钢中加入Cr、Ti、Nb等合金元素,均能阻止石墨化过程;另外,在冶炼时不能用促进石墨化的Al脱氧;采用退火或回火处理也能减少石墨化倾向。制备石墨化纤维的后道工序。
  一般是在2000~3300℃的氩气或者氮气气氛中进行,在该过程中分子结构在原碳化基础上,进一步形成类石墨的“乱层结构”,除碳以外的其他杂原子进一步气化而降至1%以下,因此碳纯度较高,纤维模量和耐热性和导电性等随石墨化温度的提高而提高,而强度和伸长率有所下降。
  石墨化是利用热活化将热力学不稳定的炭原子实现由乱层结构向石墨晶体结构的有
  序转化,因此,在石墨化过程中,要使用高温热处理(HTT)对原子重排及结构
  转变提供能量。为了使难石墨化炭材料的石墨化度得到提高,也可以使用添加催化
  剂方法,称为催化石墨化。
  通常把铸铁中的石墨形成过程称为石墨化过程。
  钢在高温、应力长期作用下,由于珠光体内渗碳体自行分解出石墨的现象,Fe3C-->3Fe+C(石墨),称为石墨化或析墨现象。石墨化的第一步是珠光体球化,石墨化是钢中碳化物在高温长期作用下分解的最终结果,石墨化使钢材发生脆化,强度和塑性降低,冲击韧性降低的更多。
  石墨化现象只出现在高温下。对碳素钢和碳锰钢,当在温度425oC以上长期工作时都有可能发生石墨化。温度升高,使石墨化加剧,但温度过高,非但不出现石墨化现象,反而使己生成的石墨与铁化合成渗碳体。要阻止石墨化现象,可在钢中加入与碳结合能力强的合金元素,如铬、钛、钒等,但硅、铝、镍等却起促进石墨化的作用。设计中可以采取的措施有:改变材质,如选择适合于中温条件下使用的压力容器用Cr-Mo钢;降低容器的设计使用寿命;适当提高容器的壳体厚度和降低受压元件应力水平等。

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