После вакуумной термообработки качество деталей не вызывает сомнений. Однако, не редко, на поверхности стальных деталей возникает пестрая, часто радужная окраска резко отличающаяся от исходной окраски основного металла, которую он имел до термообработки. Ответственным за такую окраску (цвета побежалости) является тонкий прозрачный оксидный слой, в котором происходит интерференция белого света солнечного спектра. По требованию ряда отраслевых стандартов такая окраска поверхности стальных деталей является недопустимой.
Обычно цвета побежалости появляются на поверхности деталей подвергаемых отпуску в вакуумных печах. Это означает, что остаточные газы внутри вакуумной электропечи содержат кислород или кислородсодержащие газовые компоненты, или то и другое вместе. При температуре выше 560 оС на поверхности стальных изделий формируется тонкая оксидная пленка состоящая из вюстита (FeO), магнетита (Fe3O4), гематита (Fe2O3). При температурах ниже 560 оС такая пленка состоит из магнетита и гематита. Толщина оксидной пленки определяется продолжительностью окисления.
Нагрев выше 600 оС приводит к термической диссоциации оксидной пленки с выделением кислорода. Вначале происходят изменения состава в области гомогенности гематита с уменьшением содержания кислорода. С ростом температуры имеет место дальнейшее выделение кислорода с последовательным переходом от гематита к магнетиту, а затем и к вюститу. Полностью удаления оксидной пленки не происходит даже при нагреве до 1200 оС. Однако при этом она становится очень тонкой и визуально не выявляется. При быстром охлаждении оксидная пленка на поверхности стальных деталей не успевает восстановиться. В случае медленного охлаждения цвета побежалости могут появиться.
Таким образом цвета побежалости на поверхности стальных деталей после вакуумной термообработки свидетельствуют о достаточно высоком парциальном давлении кислорода или кислородсодержащих газовых компонент. Если такое явление наблюдается при вводе новой вакуумной электропечи в эксплуатацию, то это свидетельствует о ее низком качестве или неправильном подборе вакуумной электропечи. Если такое явление наблюдается в процесса эксплуатации вакуумной электропечи, то это свидетельствует о нарушении герметичности и появлении течи. Однако во всех случаях задача решается путем снижения парциального давления кислорода или кислородсодержащих компонент. В любом случае цвета побежалости являются надежным индикатором, свидетельствующим о низком качестве вакуумной электропечи, неправильном ее подборе или об ухудшении ее вакуумных характеристик в процессе эксплуатации.
Также рекомендуем ознакомиться со статьей об газобалластном устройстве форвакуумного механического насоса с масляным уплотнением.