钢中氢的存在是锻件发生白点最主要因素,同时残余拉应力的存在会促进白点出现。
一般电炉钢中残留的氢量大约为4×10-4%~8×10-4%,在奥氏体状态进行锻造后,氢仍保留存在,在冷却至A1(共析转变温度)温度以下时,氢处于过饱和状态。氢在α-Fe中的溶解度极小,并且随着温度的降低,氢的溶解度急剧地降低。在钢中当过饱和的氢由原子状态结合成分子状态时,会产生100个标准大气压的压力,引起发裂(白点),这时就导致锻件等报废。为此,钢的去氢退火十分重要。
氢在α-Fe中比在γ-Fe中具有更大的扩散系数,为此,中大型锻件在锻造(或重新加热奥氏体化)后首先以较快速度冷却或等温转变,形成α-Fe铁素体-渗碳体混合组织,然后再在该温度区或升高到稍低于A1的温度长时间保温进行脱氢。此时,氢的溶解度较低而扩散较易进行,氢分子所引起的应力也可因去氢退火温度较高而得以松弛。
还应该指出的是,去氢退火温度设置比较高时,氢的饱和浓度仍会高于不形成白点的临界含量,这时应该降低去氢退火温度继续去氢,为此可以设计多阶段去氢退火工艺或控制缓冷速度的方法使钢中含氢量降低和拉应力得到消除。