（3）加热时间的影响

　　加热温度一定时，加热时间越长，钢材的脱碳就越严重。而且两者之间有一定的关系，即脱碳层深度和加热时间的平方成正比基本符合抛物曲线[18]。如图1-4揭示了钢材脱碳层深度与加热时间、加热温度的关系。因此，当加热温度一定的时，选择合理的加热时间能够有效控制脱碳层。文献综述

图1-4  脱碳层深度与加热温度 、 加热时间的关系

    （4）炉内气氛对脱碳的影响

加热炉炉内废气 CO2、O2、H2O、CO、H2等都与钢材表面脱碳有关系，他们共同构成不同的炉内气氛，有氧化性的也有还原性的。但是他们对钢的作用是不同的。氧化性气氛引起钢的氧化与脱碳，其中脱碳能力最强的介质是H2O（汽），其次是CO2与O2，最后是H2；而有些气氛则使钢增碳，如CO。另外，当炉内空气过剩系数大小对脱碳也有重要的影响，当空气过剩系数增大到一定值后，脱碳速度也会增大，其主要原因是当加热炉内空气过剩量有限时，钢材表面形成 Fe3O4与 Fe2O3，其中 Fe3O4是比较致密的氧化皮，能够有效阻止气体渗入；当空气过剩系数过大时，致密的Fe3O4将转变为疏松的 Fe2O3，就会加剧钢的脱碳与氧化[15]。因此，还原性气氛及对加热炉内各段采用不同的燃空比能有效的帮助我们控制脱碳。

1。5 本文研究的目的和内容

    由于恶劣工作环境，高强度螺栓会发生失效，失效的形式有很多，比如滑扣、断裂、松脱等。高强度螺栓连接的失效会使连接断开，造成被连接件解体[19]，造成一定的经济损失，有的甚至会危及人的生命安全。紧固件用材料强度不足、热处理不当、表面裂纹、脱碳等缺陷都可直接造成螺栓的失效。其中脱碳是紧固件的一种热处理严重缺陷，只有完成热处理的8。8级及以上的高强度紧固件才需要检测脱碳。造成表面脱碳主要是由于原材料热处理退火时或紧固件在调质处理时，炉内保护气体的碳势控制不当造成的[20]。高强度螺栓脱碳有可能导致紧固件螺纹强度降低，有的甚至由于脱碳严重产生滑扣，导致失效，造成严重的后果。所以，在线材退火、高强度螺栓调质之后分别进行脱碳检测，是非常有必要的。国家标准中对高强度螺栓的脱碳层是有硬性要求的，但是对于紧固件生产厂家来说，合格的原材料才能生产出合格的产品，所以控制住原材料线材的脱碳层才是最关键的。

    本文首先了解高强度螺栓主要的生产工艺流程，熟悉各工艺的操作流程及作用，并熟知钢材脱碳的原理及影响脱碳的因素，然后结合螺栓生产工艺，观察比较未脱碳、原材料脱碳、热处理脱碳在螺栓螺纹中的金相组织表现形式，并对脱碳螺栓进行硬度、拉力测试，最后观察成品螺栓脱碳层和原材料线材（冷镦前）脱碳层深度，分析螺纹螺坯脱碳比，总结高强度螺栓原材料线材（冷镦前）脱碳层的要求。

第二章实验材料及方法

本实验选择未脱碳及脱碳的高强度螺栓及制造相应螺栓的原材料线材（冷镦前）为实验材料，首先观察比较未脱碳、原材料脱碳（冷镦前）脱碳和热处理脱碳的螺纹金相组织，并对脱碳的螺栓进行硬度、拉力等性能测试，最后观察分析原材料线材及经搓丝的成品螺栓螺纹脱碳层。

2。1 实验材料

    （1）高强度螺栓（未脱碳及脱碳）。

    （2）原材料线材（相应螺栓冷镦前的线材），如SWRCH 35K、SWRCH 45k、SCM435、SWRCH 22A、SWRCH 18A等。

2。2 实验方法

2。2。1 试样的制备