本实验以初始碳含量为3.2wt%C的铁碳合金薄带为研究对象,在Ar-H2-H₂O混合而成的弱氧化反应气氛条件下,通过真空气氛管式炉并结合光学显微镜等手段分析研究了脱碳温度、脱碳时间、薄带厚度、升降温速率对气固脱碳反应的影响。在其它条件一定的情况下,铁碳合金薄带的碳含量随着脱碳时间和加热温度的增加而逐渐降低。温度和脱碳时间对脱碳反应影响显著,得到了1mm和1.5mm的3.2wt%C铁碳合金薄带脱碳目标碳含量与脱碳温度、脱碳时间的定量关系。其表达式分别为w_t=3.2e(0.52319-4.495×10^-4T)t和w_t=3.2e(0.196121.62×10⁴T)t。实验结果表明,脱碳反应为表观一级气固反应,以1mm和1.5mm铁碳合金薄带为对象,根据碳含量的对数lnw与时间t的线性关系确定了本实验条件下的表观脱碳速率常数和表观脱碳反应活化能。根据薄带厚度和脱碳温度对铁碳合金薄带气—固脱碳反应的研究,得出去石墨层深度与脱碳时间的二分之一次方呈良好的线性关系;去石墨层深度与时间的关系式为y=Ct1/2,常数C由脱碳温度决定。由脱碳温度对去石墨层深度的影响结果发现:和加热温度为1293K下试样横截面组织相比,加热温度为1353K下试样横截面组织的中心黑色石墨面积区域明显要少,石墨的密度也相对较低,但完全去石墨层即铁素体区面积区域则相对较多。通过研究升降温速率对气固脱碳行为的影响发现,对于不进行脱碳处理的铁碳合金来说,不同的升降温时间会导致组织结构发生变化,并且石墨化随着加热时间的延长而加重。而对于进行脱碳处理后的1mm铁碳合金来说,经过脱碳的试样回发生分层现象,并且组织结构均出现了石墨化。从脱碳效果的角度来说,试样在1号炉中的脱碳效果相对较好。在其它条件相同的情况下,提高升温速率,石墨化程度减轻。