Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

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

Полезные статьи -> Защита от коррозии металла, гальваника, ЭХО -> Покрытие стали в газовой среде -> Покрытие стали в газовой среде

Покрытие стали в газовой среде

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9 

Случай II характерен для очень многих технических процессов. Масса т увеличивается по мере увеличения продолжительности обработки по параболическому закону, чаще всего по закону квадратного корня . Такое поведение отмечается во всех тех случаях, когда сталь и газ разделяются между собой достаточно толстым газоплотным слоем продуктов реакции (например, плотным слоем оксидов — окалины), а также и тогда, когда образуются сравнительно толстые диффузионные слои и диффузия в этих слоях определяет скорость процесса массопередачи. Параболический закон зависимости от времени впервые обнаружил Тамман при исследовании роста плотных слоев окалины.

В случае III масса т увеличивается или уменьшается в зависимости от времени обработки по экспоненциальному закону. Это характерно для двух различных процессов:

а. Образец сначала воспринимает (или отдает) вещество до тех пор, пока, во-первых, на его поверхности не установится состояние, близкое к равновесному с газом, и, во-вторых, изменения в составе материала не распространяется вплоть до середины образца. В этот момент времени устанавливается определенный градиент между обеими предельными активностями (например, в случае углеродистой стали градиент между концентрациями углерода на поверхности и в середине). Дальнейшая передача вещества теперь проходит при переменном градиенте и выражается в повышении или снижении активности (концентрации углерода) в сере-

ДИне вплоть до равновесного значения активности (до концентрации углерода На поверхности). Такой процесс выравнивания управляется диффузией и подчиняется экспоненциальному закону.

б. Очень тонкий образец воспринимает или отдает вещество до тех пор, пока в нем не установится состояние равновесия с газовой фазой. В очень тонком поперечном сечении образца происходит быстрое диффузионное выравнивание, так что xод удаления углерода определяется скоростью реакций на поверхности. Масса т убывает по экспоненциальному закону в зависимости от времени до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия с газом.

Если теперь проследить за изменения ми массы массивных образцов в течение времени достаточного для достижения выравнивания по всему их поперечному сечению, то можно обнаружить три описанных выше этапа последовательно во времени. На первом этапе крутой градиент концентраций способствует большой скорости диффузии и тем самым обеспечивает управление передачей вещества по скорости реакции (ли-

нейный закон зависимости от времени). Второй этап характеризуется управлением ходом процесса по скорости диффузии (увеличением длины пути диффузии) и соответственно параболическим законом зависимости от времени. Этот этап заканчивается, когда фронт диффузии достигнет середины образца.

На третьем этапе происходит выравнивание концентрации вещества по всему поперечному сечению (между постоянной активностью на поверхности и приближающейся к ней активностью в середине), которое идет с управлением по диффузии при постоянной теперь длине пути диффузии с быстро сглаживающимся градиентом (экспоненциальный закон зависимости от времени). Кроме изменения массы, за характеристику хода процесса и результата передачи вещества могут быть приняты также измеряемые толщины слоя и концентрации, имеющие особое практическое значение. Изменение массы при установленном объеме образца непосредственно связано с изменением концентрации и толщины слоя. Поэтому описанные закономерности изменения массы в зависимости от времени обработки справедливы также и для изменения местных концентраций и роста слоев, определяемых плоскостями концентраций. Промышленное значение имеет одновременный рост соединительного (со структурой в виде соединений) и диффузионного слоев, например при азотировании стали. По поводу математической формулировки следует отметить, что случай III формально соответствует реакции первого порядка. Экспоненциальные функции по практическим соображениям обычно описываются в логарифмической форме.

Связь реакций на поверхности стали с процессами массопереноса в поверхностном слое подтверждается уже зависимостью роста слоя от температуры и времени. На рис. 6.14 схематично показано изменение сопротивления реакции и сопротивления диффузии с температурой. В этом случае при более низких температурах скорость процесса сначала определяется процессами диффузии, а при повышенных

Связь реакций на поверхности стали с процессами массопереноса в поверхностном слое подтверждается уже зависимостью роста слоя от температуры и времени. На рис. 6.14 схематично показано изменение сопротивления реакции и сопротивления диффузии с температурой. В этом случае при более низких температурах скорость процесса сначала определяется процессами диффузии, а при повышенных

температурах — сравнительно более медленно протекающими реакциями на поверхности стали. Влияние толщины слоев на этапы, определяющие скорость, показано на рис. 6.15. При окислении железа после превышения некоторой критической толщины слоя окалины реакция на поверхности перестает быть этапом, определяющим скорость всего процесса, и таким этапом становится диффузия. После начальной стадии идет этап линейного роста слоя, когда скорость роста контролируется скоростью превращений на поверхности стали. С увеличением толщины слоя условия диффузии становятся менее благоприятными, так что в конечном счете этапом, определяющим скорость, становится перенос вещества в поверхностном слое как более медленный. Толщина слоя теперь растет по некоторому параболическому закону.

Выше механизмы реакций были рассмотрены в общем виде. На рис. 6.16 дифференцированно рассмотрены отдельные процессы. Сопоставлены этапы реакций, характерных для формирования поверхностного слоя из газовой фазы. Эти процессы могут быть отнесены к трем группам: протекающие в газовой фазе; проте-

кающие на поверхности материала; протекающие в самом материале.

В любом случае подводимые или отводимые молекулы газа должны продиффундировать через пограничный слой потока, адсорбироваться или десорбироваться на поверхности материала и, наконец, диссоциировать на атомы или образоваться из атомов; адсорбированные или хемосорбированные атомы должны внедриться через поверхность в кристаллическую решетку или, наоборот, выйти из кристаллической решетки на поверхность; атомы, растворенные в материале, должны диффундировать по направлению к поверхности или, наоборот, от поверхности и образовывать новые фазы или же высвобождаться из растворяющихся фаз.

Сначала в каждый момент времени на ход реакции влияют все составляющие этапы, поэтому и ход реакции превращения вещества во времени зависит от сопротивления реакции на каждом отдельном этапе. Следовательно, результирующая скорость реакции должна зависеть, с одной стороны, от движущей силы, а с другой, от составляющих сопротивления по отдельным этапам реакции. По аналогии с законами Кирхгофа можно принять, что при последовательном подключении сопротивлений без разветвления (шунтирования) количество вещества, передаваемого за единицу времени, при постоянной движущей силе должно зависеть от суммы сопротивлений реакции на отдельных этапах. Если передача вещества осуществляется параллельно протекающими этапами реакции, т. е. обеспечиваются разветвления, то обратные величины этих сопротивлений отдельных этапов реакции в сумме должны дать обратную величину сопротивления всей реакции. Такими обратными величинами сопротивления реакции согласно определению являются константы скорости.

Согласно схеме протекания реакций, представляющих интерес в данном случае (см. рис. 6.16), сопротивление всей реакции складывается из сопротивлений, действующих при подводе газов к поверхности стали, при адсорбции или химической сорбции, при химической реакции на поверхности и при транспортировке диффундирующего вещества в твердом теле. Этап с большим сопротивлением (узкое место реакции) будет протекать медленно и определять скорость всего процесса.

Исследование способов диффузионной обработки повторно показало, что скорость химической реакции при обычных в промышленности условиях течения в реакционном пространстве не зависит от диффузии газа через пограничный слой потока. Адсорбция (десорбция) или же химическая сорбция тоже, по-видимому, не оказывают решающего влияния на скорость реакции. Напротив, при формировании поверхностных слоев из газовой фазы скорость всего процесса определяется химическими превращениями на поверхности материала и диффузией в поверхностном слое.

По имеющимся в настоящее время результатам исследований реакций углерода и азота можно получить и несколько более подробные данные. Так, уже упоминалось, что диффузия при обезуглероживании тонких стальных листов ведет к выравниванию концентраций. Если тонкий (толщиной 0,2 мм) стальной лист обезуглероживается ниже эвтектоидной температуры в сухом или влажном водороде, то обнаруживается экспоненциальный закон зависимости обезуглероживания от времени. Этапом, определяющим скорость, является реакция газа с поверхностью листа. Таким образом, в логарифмическом масштабе по оси ординат получаются прямые обезуглероживания.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.12.11   

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

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

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

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

12:13 Круг 80, сталь 20

12:13 Труба 108, склад Ярославль

12:12 Лист 12 мм, склад Ярославль

12:12 Круг 95, сталь 20

12:12 Круг 16, сталь 20

12:12 Арматура 12мм, со склада Ярославль

12:04 Отливки чугунные круглые

12:04 Круг чугунный СЧ20 из наличия

12:02 Песок стальной технический 0.63 в МКР

12:02 Дробь стальная литая. Дробь ДСЛ. ГОСТ 11964-81

НОВОСТИ

22 Февраля 2017 17:55
Самодельный станок для резки металла из болгарки

22 Февраля 2017 17:42
Самодельный гидравлический дровокол (14 фото)

23 Февраля 2017 17:43
Грузинский импорт стальных труб из Турции в январе упал на 17,3%

23 Февраля 2017 16:10
Российские и индийские ученые объединились для создания аккумуляторов нового типа

23 Февраля 2017 15:16
Колумбийский экспорт ферроникеля в 2016 году упал на 0,7%

23 Февраля 2017 14:43
В 2016 году ”Северсталь-метиз” расширил продуктовую линейку

23 Февраля 2017 13:32
Американский выпуск стали за неделю вырос на 1,6%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Характерные особенности оцинкованных воздуховодов

Бурение скважины на воду с использованием интернет-сервиса

Особенности и виды современных лотерей

Медный прокат и его поставщики

Котлы для промышленных целей

Сорбенты для очистки и фильтрации

Автоматика для ворот - приводы и другое оборудование

Как правильно выбрать качественный электродвигатель серии ДАЗО, А4, А4F

Отличные окна из дерева по честной цене

Септики и другие очистные сооружения

Брикетирование и переработка лома черных металлов

Мягкая черепица – современный кровельный материал

Легкоплавкие сплавы для пайки

Сетчатые трубопроводные фильтры для промышленности

Вакуумные установки и станции

Указатели уровня масла для электрооборудования

Современные кровельные элементы для крыши

Мебель под старину: придаём интерьеру солидность

Важные особенности покупки леса и пиломатериалов

Применение технологии промокодов для PR и рекламы товаров

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

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

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.