贝氏体等温淬火的保护气氛及控制

保护气氛及控制：
随着对工件淬火后表面质量要求的提高，保护（可控）气氛加热越来越普及，包括退火在内的热处理均采用保护（或可控）气氛加热。20世纪70年代，主要采用吸热式气氛。吸热式气氛是原料气和空气的混合气体在催化剂的作用下部分反应形成一种含18～23%CO、37～42%H2、余量N2的保护气氛。80年代，国际能源危机给世界经济以巨大冲击，氮基气氛应运而生，氮-甲醇气氛的组份与吸热式气氛相近，以氮-甲醇为代表的氮基气氛得到广泛推广。90年代，出现了把空气和碳氢化合物直接通入高于800°C炉膛内的产气方法，即直生式气氛。通过研究发现，这种含有高CH4成分的气氛，虽然其气体反应达不到类似于吸热式气氛的平衡程度，但其碳的传输能力还是由气氛中CO与H2的含量来控制，用氧探头结合CO2分析仪进行碳势控制是可以实现的。直生式气氛的主要优点是大量节省了原料气消耗量，据统计这种气氛无论用在周期式气氛炉还是连续性气氛炉，其原料气消耗节省费用70%左右。今天，全球约有300多台套气氛炉使用这种气氛进行渗碳、碳氮共渗、保护气氛淬火等多种热处理。
近几年的实际应用表明，氧探头的使用寿命是不定的，氧探头信号的逐步漂移是固定电解质的典型缺陷所致。由于这种漂移主要受炉子运行工况的影响，而且漂移的开始及大幅度的漂移是不可预见的，所以由氧探头测量的碳势与实际值之间差异也是不可预见的。因此，人们定期校验其测量精度，例如，一个星期一次，用钢箔定碳片来检测氧探头信号是否失真，这真是一个麻烦的工作，不利于炉子实现全自动化，有时甚至会影响正常生产。鉴于上述原因，Ipsen开发了一个双重测量系统。
其中一个带标准氧探头用于正常的控制碳势，另一个独立测量系统用于检测这个氧探头的工作状况，即这两个系统分别测量气氛的碳势，当结果出现很大偏差时，就会报警。这第二个测量系统工作元件可以是CO2红外分析仪，也可以是一个微型氧探头（λ-探头），迄今为止，已有许多气氛炉安装了这种双重测量系统。