Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Плавка и розлив металлов -> Специальные виды термообработки -> Специальные виды термообработки

Специальные виды термообработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  22  23  24  ...  41  42  43  44  45 

Путем определения степени диссоциации и вычисления парциальных давлений pNH3 и рН2 представляется возможным определить характеристическое отношение парциальных давлений, которое является показателем азотирующей способности атмосферы PnН3/Ph23/2.

4.7.3.2. Кинетика образования азотированного слоя, формирующегося в результате взаимодействия железа с аммиаком

Как описывалось в разделе 1.2, химико-термические процессы в большинстве случаев контролируются реакциями на поверхности раздела фаз и диффузионными процессами в поверхностном слое и в основном материале. Скорость суммарного процесса определяется кинетикой отдельных подпроцессов. При рассмотрении суммарного процесса не представляется возможным сразу установить, какой подпроцесс определяет скорость суммарного процесса. Поэтому при азотировании железа в атмосфере аммиака необходимо знание составляющих суммарный процесс подпроцессов. По аналогии с другими гетерогенными газовыми реакциями процесс азотирования может быть подразделен по схеме рис. 4.147.

Так как имеется большое число подпроцессов, весьма трудно определить наиболее медленно протекающий подпроцесс, контролирующий скорость суммарного процесса.

Принципиально при образовании азотированного слоя следует различать две разные стадии: 1) реакцию на поверхности железа и диффузию азота вплоть до образования сплошного поверхностного слоя нитридов; 2) рост слоя нитридов и расширение зоны диффузии азота после образования поверхностного слоя нитридов.

При прохождении первой стадии на кинетику образования азотированного слоя могут оказывать существенное влияние

следующие факторы:

1. Приток в зону реакции молекул аммиака. Предполагаемая высокая циркуляция газа в реакционном объеме может обеспечить достаточно быструю диффузию азота через тонкий граничный слой.

2. Адсорбция молекул аммиака. Она зависит от парциального давления рNн3, и от реакционной способности свободной поверхности. Эта способность будет тем больше, чем быстрее адсорбированные продукты реакции Н2 и N2 снова десорбируют. В этой связи оказывает влияние состояние

поверхности железа, поскольку процесс хемосорбции представляет собой предварительную ступень в ходе гетерогенных каталитических реакций.

3. Разложение молекул аммиака под влиянием катализа. Поскольку адсорбированный потенциал радикалов является существенно более высоким, чем насыщенных молекул, это способствует ступенчатому разложению адсорбированных молекул NH3, которое происходит через ступени NH2ad, NHad, а также Nad и Had. Известны исследования Грабке на фольгах из мягкого железа; в результате этих исследований оказалось возможным определить коэффициенты скорости для отщепления первого и второго атома водорода от молекулы NH3. В какой мере эти результаты справедливы для случая, когда образовался сплошной слой нитридов, остается неясным. Поскольку в этом случае отсутствует свободная поверхность железа и изменяются также условия катализа, скорость разложения молекул NH3, в отдельных ступенях может изменяться.

4. Переход адсорбированного азота в раствор. Судя по литературным данным, этот процесс протекает достаточно быстро. Поэтому он не оказывает влияния на скорость насыщения азотом а-железа. Данные о влиянии слоя нитридов и в этом случае отсутствуют.

5. Диффузия азота в основной материал. Вследствие градиента концентрации происходит направленная диффузия азота внутрь материала. Эффективные коэффициенты диффузии представляют собой усредненные значения поверхностной, объемной диффузии и диффузии по границам зерен.

6. Образование зародышей нитридов на поверхности. Начальный этап образования этих зародышей в сильной степени зависит от состояния поверхности. Результаты исследования Наумана позволяют установить различие в кинетике образования нитридов на активированных и пассивированных поверхностях. Эти явления особенно важны для начальной стадии технологического процесса азотирования, если имеется в виду стадия непрерывного нагрева.

7. Образование слоя сплошного нитридного покрытия. По литературным данным, увеличение толщины этого слоя происходит по зависимости y~t.

С образованием сплошного нитридного покрытия начинается вторая стадия формирования азотированного слоя. Она оказывает существенное влияние на продолжительность процесса, поскольку диффузия через слой нитридов протекает медленнее. Так, коэффициенты диффузии азота в у -нитриде и в s-нитриде составляют соответственно только 1/25 и 1/60 от значения коэффициента диффузии для а-железа (Ентцш).

На начальной стадии азотирования критерием, определяющим скорость процесса, является скорость реакции на границе фаз.

С увеличением времени азотирования процесс определяется диффузией (и в связи с этим Yt-законом). Практика подтверждает это положение.

Процесс формирования азотированного слоя схематически представлен на рис. 4.148; при таком упрощенном представлении различают следующие три подпроцесса:

Подпроцесс 1

После свободного осаждения способного к диффузии азота на поверхность железа и последующего растворения азота в а-железе [согласно уравнению (4.47)] протекает (практически одновременно) диффузия азота внутрь материала и содержание азота повышается до предельной величины его растворимости. В точке 1 достигается равновесие между атмосферой азотирования и растворенном в а-железе азотом.

Подпроцесс 2

При переходе через линию равновесия [см. уравнение (4.59)] при соответствующем высоком отношении парциальных давлений PnН3/Ph23/2 образуется у -нитрид. В точке 2 устанавливается равновесие между атмосферой азотирования и у -нитридом. На фазовой границе у -нитрид/а-железо в точке 3 устанавливается равновесие между у -нитридом и азотом, растворенном в а-железе.

Подпроцесс 3

Если при увеличении отношения парциальных давлений PnН3/Ph23/2 перейти через линию равновесия между у - и е-нитридом, то, в соответствии с уравнением (4.60), при дальнейшем росте содержания азота происходит превращение у -нитрида в е-нитрид. В точке 4 установится равновесие между атмосферой азотирования и е-нитридом. Между нитридными фазами е и у устанавливается равновесие в точке 5. Точка 3, как было сказано, представляет собой фазовую границу между у -нитридом и насыщенным азотом а-железом.

Задачей исследований является более подробное рассмотрение кинетических закономерностей описанных процессов, поскольку они до настоящего времени не получили количественного выражения. Необходимо предложить и опробовать новые способы влияния на кинетику процесса образования азотированного слоя с. тем, чтобы осуществить техническую реализацию возможных предложений по ускорению этого процесса.

4.7.4. Теплотехнические вопросы

При изложении основных положений, связанных с выбором материала (раздел 4.7.2), и описании фазовых равновесий при азотировании (раздел 4.7.3) были определены основные граничные условия по температуре процесса и требования к структуре материала, которые необходимо учитывать при промышленной реализации процесса газового азотирования. При этом, однако, не были оговорены требования к скорости нагрева и охлаждения. Только в результате ускоренного охлаждения можно (если это позволяет технология) сохранить при комнатной температуре азот, растворенный в а-железе при температуре азотирования. При этом, естественно, увеличиваются искажения решетки. Благодаря этому повышаются все прочностные свойства, особенно предел выносливости при изгибе с симметричным циклом.

Основные теплотехнические параметры определяются типом применяемого оборудования, т. е. различными печами, используемыми для длительного азотирования. К ним относятся такие печи периодического действия, как колпаковые, шахтные и камерные. Теплотехнические характеристики этих печей определяются следующим:

1. Теплоотдача происходит как при нагреве, так и при охлаждении от температуры азотирования главным образом в результате конвекции.

2. Конвекция может быть ускорена интенсивной циркуляцией газа в реакционном пространстве. Она также необходима для равномерного подвода или отвода реакционного газа от поверхности обрабатываемой детали во всем реакционном пространстве.

3. Максимально допустимая скорость нагрева по смыслу процесса азотирования не ограничивается. Она ограничивается

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  22  23  24  ...  41  42  43  44  45 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.04.14   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

16:41 Ремонт ванной комнаты в Москве

16:19 Угол нержавеющий равнополочный шлифованный 30х30х3.0 AISI 304

16:16 Угол нержавеющий равнополочный шлифованный 25х25х3,0 AISI 304

16:15 Угол нержавеющий равнополочный шлифованный 20х20х3,0 AISI 304

16:11 Угол нержавеющий холоднотянутый AISI 304 10х10х2.0 длина 3м

16:08 Угол нержавеющий горячекатаный 15х15х3,0 AISI 304

16:05 Тавры нерж.AISI 304 тип Т 40х40х4 - под заказ

15:48 Труба б/у 1020 ст.14,820 ст.10

14:53 Труба нержавеющая шлифованная 60х60х2,0 AISI 304

14:36 Трубы нержавеющие матовые 50х50х2.0 AISI 316L

НОВОСТИ

18 Октября 2017 17:16
Мангал из барабана от стиральной машины

17 Октября 2017 12:22
Вертикально-подъемный мост Тикуго (28 фото, 1 видео)

18 Октября 2017 17:22
Тайваньский импорт нержавеющей стали в сентябре упал на 31%

18 Октября 2017 16:47
На ”ИркАЗе” начал работу опытный участок ”ЭкоСодерберга”

18 Октября 2017 15:47
Вьетнамский импорт стального лома в сентябре упал на 10,6%

18 Октября 2017 14:25
”РУСАЛ” предложил ряд инициатив для стимулирования энергоэффективности в России

18 Октября 2017 13:28
Бразильский выпуск стали в сентябре вырос на 7,6%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Какими характеристиками отличаются провода

Дверные замки - какие надежнее?

Конструкции и рекомендации по выбору погрузочных эстакад

Душевые уголки: вид, форма и конструкция

Особенности выбора окон и их отличия

Хрустальные торшеры – роскошь, ставшая доступной

Сравнение каркасных и кирпичных домов

Плёночный теплый пол - устройство и основные компоненты

Промышленные светодиодные светильники: особенности применения

Цеха, ангары и гаражи из сэндвич-панелей

Какие бывают опоры для трубопроводов

Типовые системы капельного орошения в сельском хозяйстве

Лампы накаливания - выбор, проверенный годами

Виды и применение в строительстве сортового проката

Ювелирные изделия - пробы и лигатуры

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.