弹簧钢在高温热处理过程中都会产生氧化脱碳现象,脱碳会造成钢的机械性能和力学性能降低,会降低钢的使用寿命。在生产过程中可以采用防脱碳涂层来降低钢坯氧化脱碳的发生,该技术拥有操作便捷、价格低廉、应用广泛的特点。因此,降低钢坯在高温加热过程中氧化脱碳产生程度的主要途径是在钢表面刷涂临时的防脱碳保护涂层。选择60Si2Mn作为实验用钢,使用Thermo-Calc热力学模拟计算软件建立弹簧钢碳扩散和氧扩散的热力学及动力学模型,通过设置初始条件和边界条件,规定反应温度为1300℃,调取TCFE8数据库。划分模型结点为60,定义反应时间和相。由此得到碳扩散规律和氧扩散规律,以及各种合金元素对扩散系数的影响。根据模拟结果进行现场试验,利用金相显微镜、XRD等分析技术对实验结果进行分析处理。进行试样有无涂覆涂层的对比实验,探索涂层对钢坯脱碳的抑制作用,表征钢坯的显微组织结构及成分。结果表明:高温下钢的氧化脱碳同时发生,当保温时间足够长时,碳元素的浓度会通过原子扩散均匀化,碳扩散的越均匀会导致脱碳层越厚。Si、Mn元素含量会对扩散系数发生影响。但Mn含量的变化对扩散系数的影响较少,这是由于Mn会形成不稳定的碳化物;而Si含量的变化对扩散系数的影响较大,是因为Si可以提高扩散驱动力。在氧气含量足够的时候,氧化反应会一直进行,时间越长氧化层越厚,但随着反应时间的增长,氧化速度变慢。实验表明,涂层可以有效地降低脱碳的发生,可以满足生产需要。图26幅;表4个;参55篇。