滲碳(tan)是指使碳(tan)原子滲入到工件(jian)表面層的過程，氣體滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)是將工(gong)(gong)件裝入密閉的滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)爐內，通入氣體滲(shen)(shen)(shen)劑（甲烷、乙烷等(deng)）或液體滲(shen)(shen)(shen)劑酒精、丙酮等(deng)，在(zai)高溫下分解(jie)出活性碳(tan)原子，滲(shen)(shen)(shen)入工(gong)(gong)件表(biao)面，以獲(huo)得高碳(tan)表(biao)面層的一種(zhong)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)操作工(gong)(gong)藝。螺母滲(shen)碳(tan)技(ji)術(shu)是(shi)一種常(chang)見的熱處理工(gong)藝，特別是(shi)在重壓(ya)、沖擊、腐(fu)蝕等情況下具有良好的力學性(xing)能，通過表(biao)面滲(shen)碳(tan)技(ji)術(shu)可有效(xiao)提高螺母耐腐(fu)蝕性(xing)、抗氧化(hua)性(xing)和接觸疲勞強度。
螺母(mu)滲碳爐(lu)該生產線長期工(gong)作溫度為930℃，采(cai)用(yong)(yong)甲醇氣(qi)氛(fen)為(wei)載氣(qi)，丙(bing)酮為(wei)富化氣(qi)的(de)(de)滲(shen)碳工(gong)藝。在氮甲醇氣(qi)氛(fen)中(zhong)(zhong)滲(shen)碳，零件表(biao)面清(qing)潔，表(biao)面碳濃(nong)度能夠(gou)較為(wei)理想的(de)(de)滲(shen)入表(biao)層組織中(zhong)(zhong)，有利(li)于起到強(qiang)化表(biao)面的(de)(de)作用(yong)(yong)。由于滲(shen)碳爐還原(yuan)性(xing)氣(qi)氛(fen)下，采(cai)用(yong)(yong)傳(chuan)統的(de)(de)高溫(wen)(wen)耐火(huo)纖維(wei)模塊為(wei)爐襯的(de)(de)結構極易導致纖維(wei)高溫(wen)(wen)粉化，從而(er)影響爐內保溫(wen)(wen)性(xing)能。單(dan)純采(cai)用(yong)(yong)保溫(wen)(wen)磚砌爐襯可解(jie)決(jue)纖維(wei)高溫(wen)(wen)粉化問題，但因(yin)保溫(wen)(wen)磚固(gu)有的(de)(de)蓄(xu)熱量大(da)、熱導率高等缺點會(hui)使得加熱爐加熱功率過(guo)大(da)，升溫(wen)(wen)時間較慢。為(wei)解(jie)決(jue)以上問題，后選用(yong)(yong)抗滲(shen)型碳化硅磚，在還原(yuan)性(xing)氣(qi)氛(fen)環境中(zhong)(zhong)連續使用(yong)(yong)2年生產正(zheng)常(chang)，但近期(qi)使用的碳化硅(gui)磚在使用過程中出現表面質(zhi)感(gan)疏松泛白情況，為此做進(jin)一步分析。
1：碳(tan)化(hua)硅磚被損毀的第(di)一方面
滲(shen)碳爐(lu)為圓柱形截面爐(lu)膛(tang)，在爐(lu)膛(tang)兩側采用(yong)高(gao)溫(wen)輻射管對爐(lu)內工件加(jia)熱，其最高(gao)工作(zuo)溫(wen)度(du)為930℃，在此滲碳氣氛中，爐內主要發(fa)生以(yi)下反應：
CH3OH→CO+2H2
CH3COCH3+H2→CH3—CH—COOH|OH
其中C和(he)H2均具有強還(huan)原性，易導致碳化硅磚體內鐵的(de)氧化物被還(huan)原，產生Fe、Fe3C、C（碳(tan)黑）等新生物質而使體積膨脹，從而引(yin)起砌體破壞(huai)，這也(ye)是使用碳(tan)化(hua)硅磚表面泛白的第一個原因。
2：碳化硅磚(zhuan)損毀的第二(er)方面(mian)
碳化硅磚的生產是選用Sic含(han)量在90以上的碳化硅原料，外加結(jie)合劑通過(guo)高溫燒結(jie)制成，具有(you)較高的強度和(he)導熱系數，缺點是易(yi)氧化不易(yi)用在氧化氣氛下，雖然SiC的氧化產物，SiO2保護膜，可(ke)以阻止(zhi)氧化的進一步發(fa)生但是約在(zai)800℃—1140℃SiO2膜會因相變(bian)而產生(sheng)體(ti)積變(bian)化(hua)，從而使(shi)其(qi)結構變(bian)得(de)疏松，氧化(hua)保護作用驟(zou)減：另外，在一(yi)定條件下，SiO2保護膜還無法形成。這都將導(dao)致(zhi)碳化硅材(cai)料的(de)使用(yong)性(xing)能降低，影響它的(de)使用(yong)壽(shou)命。以現場損毀的(de)碳(tan)化(hua)硅磚(zhuan)表面泛白(bai)的(de)疏松結構(gou)分析，可以確(que)定為是(shi)在(zai)還原氣氛(fen)下的(de)二次氧化(hua)，雖(sui)然滲碳(tan)爐的(de)工(gong)作原理是(shi)還原氣氛(fen)，但是(shi)由上述觀點1可以(yi)總結(jie)出滲碳爐氣氛中的CO和H2均來自(zi)被(bei)分解(jie)的(de)燃料中，從而(er)與碳化硅磚的(de)SiC發生二(er)次反應(ying)后形(xing)成SiO2呈氣體形式脫離(li)碳化硅磚(zhuan)。以(yi)下(xia)為反應式：
SiC + 2CO→SiO2 + 3C
如在足(zu)夠高的溫度下(xia)或較低的氧分壓下(xia)，SiC轉(zhuan)化為揮發性(xing)的SiO2被(bei)(bei)環境腐蝕，這將導(dao)致碳化硅材料被(bei)(bei)快速氧化，即產生活性氧化。
總(zong)結：①為防止爐襯(chen)內 Fe、FeC、C(碳黑)等新生物(wu)質的產生，在爐襯材料選(xuan)擇中必須采用Fe0，含量很低、S含(han)量也極(ji)少的(de)抗滲碳耐火材(cai)料。②在滲碳爐(lu)內的(de)工(gong)作氣氛下盡(jin)可能不用易氧化的(de)碳化硅磚(zhuan)改用低導(dao)熱(re)保溫性能好的(de)產品，比(bi)如輕質(zhi)剛玉(yu)磚(zhuan)或者氧化鋁空心(xin)球磚(zhuan)。