檢視石墨化的原始碼

{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''石墨化'''<br><img src="https://p8.itc.cn/q_70/images03/20221210/8d18c456269145f3aa9886a992ba5054.jpeg" width="280"></center><small>[http://news.sohu.com/a/615869275_267106 圖片來自搜狐网]</small> 
|}'''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]]。通常把[[铸铁]]中的石墨形成过程称为石墨化过程。<ref>[https://qb.zuoyebang.com/xfe-question/question/c76ea5ce416d77ef0a1e2fdded0535a4.html 什么是石墨化]作业帮</ref>
==发现历史==
低碳锅炉钢的石墨化是1943年被发现的。当时美国某电厂一条由0.5%Mo钢制的φ325×36 mm主蒸汽管道在505℃运行了5年半后，突然在焊缝热影响区一个截面上脆断，造成厂房损坏和人员伤亡。事后检验发现断裂处析出了大量的链状石墨，钢的冲击韧性降低到接近零的水平。这一事故引起了世界各国的注意，并因此规定了要定期对低碳钼钢管作石墨化检验。继后检验发现，低碳钢和低碳钼钢过热器管和主蒸汽管道等在高温下长期运行后，石墨化现象是普遍存在的。<ref>[https://ask.zol.com.cn/x/25355197.html 什么是石墨化?-ZOL问答]中关村在线</ref>
==发生原理==
石墨化是利用热活化将热力学不稳定的碳原子实现由[[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。

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。

钢中渗碳体分解成为游离碳并以石墨形式析出，在钢中形成石墨 “夹杂”的现象。火力发电厂[[锅炉钢管]]等高温构件，用低碳钢和低碳钼钢等不含铬的[[珠光体耐热钢]]，在高温长期运行过程中会随时间而产生石墨化。
==抑制措施==
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。

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。
==评级==
为评定石墨化的影响制定的石墨化级别，是一组具有不同程度石墨化的金相图片，以便在电厂金相检验时对照用。一般按析出石墨量的多少分成四个等级： 1级为石墨化现象不明显，2级为已明显石墨化，3级为已严重石墨化，4级为已很严重的石墨化。通常在石墨化3～3.5级时，钢中60%左右的碳均已成为石墨。
==影响因素==
有温度、合金元素、钢中缺陷和焊接等。碳钢450℃以上，0.5%Mo钢在480℃以上产生石墨化。温度愈高，石墨化进程愈快。但到700℃时，已生成的石墨反会与铁结合成渗碳体。合金元素中铝、镍、硅等促进石墨化，其中铝影响最大。铝是炼钢时脱氧加入的，为此规定低碳和低碳钼钢锅炉钢冶炼脱氧时不用铝，或铝加入量每吨钢不超过0.25 kg。铬、钛、铌等元素阻止石墨化，其中以铬最有效。在低碳钢中加入0.3%～0.5%铬就可有效地阻止石墨化。运行经验证明，含铬的珠光体耐热钢在运行中不产生石墨化。金属中裂纹、重皮等缺陷处和应力集中处最易产生石墨化，另外冷变形区域和焊接热影响区域也易产生石墨化。

在低碳钢和低碳钼钢等珠光体耐热钢中，可以同时发生珠光体球化和石墨化过程，这是由于两过程有相同的影响因素(如温度等)作用的缘故。但是，由于两过程又有不同的影响因素，如铝的影响等，并非球化进程同时一定发生石墨化进程。
==参考文献==

[[Category:460 化學工程]]