天然气作为原料气进行热处理的优势

天然气除了含有大量的碳氢化合物（主要成分CH₄）以外，还含有少量的N₂、CO₂和H₂S等气体，是一种成本低廉的热处理用良好介质，除了作为优质能源用于燃料炉加热外，还可以用于化学热处理等。

甲烷（CH₄）分子链简单，很容易裂化，温度越高，甲烷越不稳定，越容易放出活性碳原子，有利于钢的渗碳，而煤油和丙烷分子链长，裂化不充分，因此甲烷在高温下是强渗碳剂。

由于天然气在高温时能很快裂化，碳原子传递快，产生的活性碳原子多，因而能获得较高的碳含量，在渗层表面获得相同碳含量的情况下，所需时间较短。

天然气技术要求执行GB17820—2012《天然气》，作为民用的天然气，总硫和硫化氢含量应符合表4-23中一类或二类气的技术指标。

天然气用于渗碳的前提条件是其纯度必须大于95%（体积分数），且含硫量＜10mg/m³。热处理用天然气选用二类气时，其含硫量≤20mg/m³，经脱硫净化装置处理后，可以达到3～5mg/m³，满足更高渗碳热处理质量的要求（如进一步减少非马氏体层）。(www.xing528.com)

表4-23 天然气（GB17820—2012）

綦江齿轮传动有限公司热处理厂在多用炉上采用天然气渗碳热处理，与传统的吸热式渗碳气氛相比，采用天然气+空气直生式渗碳气氛使原料气消耗降低约80%，渗碳周期缩短约15%，生产数千炉的结果表明，节能降耗效果显著。

株洲齿轮有限公司热处理厂在多用炉、连续式渗碳炉生产线上采用天然气代替丙烷气进行化学热处理后，每年降低成本近85万元。