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大型锻件在加热中是如何氧化和保护的？

     钢材在热处理加热过程中，钢的氧化是一种两面扩散过程，氧由氧化铁皮外表面向钢的表面扩散，钢中的铁由钢的表面向氧化铁皮表层扩散。氧化铁皮的每一层由一定的氧化阶段所生成。对氧化膜的分析表明，与基体金属相连的一层氧化物，遵循晶体点阵定向适应的规律。氧化铁皮坚硬而脆，在高温下生成时产生压应力，容易发生裂纹而剥落。这种方法适用于脱碳层相当深，但和淬火区厚度相比较却又很小的亚共析、共析、过共析钢。

      氧化膜的形成速度主要与介质成分,加热温度及保温时间、钢材的化学 成分等因素有关。

      (1)钢的成分。当碳含量小于0.4%时，氧化速度随碳含童增长而升高I当碳含量大于0.4%时，氧化速度随碳含量增加而减小，显然是由于氧化介质与钢中的碳相互作用形成气体有关。自由锻造是在水压机上自由锻造，用通用砧子和工具,将锭坯锻造成形的一种压力加工方法。合金元素对氧化速度有很大影响,加入铬、铝、硅等元素可以形成致 密结构的尖晶石型氧化物，这种氧化物结构对离子扩散有强烈的阻止作用，同时铁中添加合金元素将使维氏体出现的温度升高，以致氧化的能力大大提高。 

      (2)加热温度与时间金属加热时氧化速度与加热温度呈指数曲线上升，这是因为氧的扩散系数与温度也是呈指数关系。氧化速度与保温时间呈抛物线关系。

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变形包括弹性变形和塑性变形两种。尺寸变化主要是基于***转变，故表现出同样的膨胀和收缩，但当工件上有孔穴或者复杂形状工件，则将导致附加的变形。如果淬火形成大量马氏体则发生膨胀，如果产生大量残余奥氏体则相应的要收缩。此外，回火时一般发生收缩，而出现二次硬化现象的合金钢则发生膨胀，如果进行深冷处理，则由于残余奥氏体的马氏体化而进一步膨胀，这些***的比容都随着含碳量的增加而增大，故含碳量增加也使尺寸变化量增大。硬度测量时，必须在淬火区全长方向和圆周方向均匀分布选择3-5个测量点，可以了解淬火硬度的均匀性，特别是轧辊的表面硬度，对淬火表面硬度均匀性要求严格。      2. 淬火变形的主要发生时段　   1）加热过程：工件在加热过程中，由于内应力逐渐释放而产生变形。　　2）保温过程：以自重塌陷变形为主，即塌陷弯曲。　　3）冷却过程：由于不均匀冷却和***转变而至变形。

加热时产生的热应力和想变应力都是导致变形的原因。加热速度越快、锻件尺寸越大、截面变化越大，则加热变形越大。但是，如果是本机的输出功率，即使在同一台机器，通过光的研究中，也可以进行热处理，如果目的开发的机械部件，锻造激光热处理的场是需要在未来发展。热应力取决于温度的不均匀分布程度和温度梯度，它们都是导致热膨胀发生差异的原因。如果热应力高于材料的高温屈服点，则引起塑性变形，这种塑性变形就表现为“变形”。

通常锻造加热时，钢料所获得的总热量中，辐射传热约占90%以上。因此主要是靠强化辐射传热来实现钢料的快速加热，即辐射快速如热。由于辐射传热是和炉温与料温的四次方之差有关，所以实现强化辐射传热的有效措施是扩大温度头，具体办法是提高炉温和高温装炉。氧化铁皮坚硬而脆，在高温下生成时产生压应力，容易发生裂纹而剥落。一般把炉温升高到1400~1500℃，甚至达到1600℃，形成很大的温度头，从而提高加热速度。目前对于小型坯料的加热，均采用高温装炉快速加热。至于较大钢锭及一些离合金钢，也在不断地探索实现快速加热的途径。