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 

При обезуглероживании на поверхности листа образуются молекулы метана. При обработке водяным паром на поверхности стали образуются молекулы оксида углерода. Поэтому очевидно, что для образования молекул оксида углерода требуется гораздо меньше времени, чем для поэтапного образования молекул метана.

Для процесса поглощения азота из аммиака стальной фольгой при предельных термодинамических условиях, исключающих превышение растворимости азота в a-Fe, этапом, определяющим скорость, по данным Грабке, является диссоциация аммиака на поверхности. При более высоких потенциалах азотирования, ведущих к образованию зон с соединениями (нитридами железа), в зависимости от продолжительности азотирования наблюдали два этапа поглощения азота. Интенсивное увеличение массы на первой стадии азотирования объясняется процессом покрытия поверхности нитридом

. Дальнейшее поглощение азота подчиняется известной параболической зависимости от времени, определяемой диффузией в поверхностном слое.

Схематически показано влияние фазового превращения в поверхностном слое на процесс обезуглероживания. Сначала в двухфазной области скорость поступления углерода определяется диффузией в y-Fe. Как только остаточное обезуглероживание начинает контролироваться диффузией в a-Fe, скорость обезуглероживания вначале снова повышается. Аналогичные обезуглероживанию и азотированию процессы нужно учитывать и при диффузии металлов, например, при диффузионном хромировании, при котором тоже наблюдаются различные условия диффузии в разных фазах поверхностного слоя.

После рассмотрения процессов, протекающих при температуре обработки, следует кратко проанализировать изменения в поверхностном слое во время охлаждения, а также в материале, не подвергавшемся химическому воздействию. Скорость охлаждения может изменять и структуру основного металла, и структуру поверхностного слоя. На свойства особенно влияют процессы фазовых превращений, далекие от равновесного состояния. Например, при азотировании по аналогии с науглероживанием при температуре выше критической точки А1 в поверхностном слое может образоваться аустенит (азотистый аустенит), который при различных условиях охлаждения может иметь различные структуры. При диффузионном хромировании образуется структура без превращений — поверхностный слой а. Из расположенного под ним слоя у могут в зависимости от концентрации углерода и азота образоваться закалочные структуры, далекие от равновесного состояния. Аналогично кинетике фазового превращения может быть

использована и кинетика выделений для получения различных (далеких от равновесия) соединений азота — в растворенном виде или в виде выделений.

Остальное сечение стального изделия, не охваченное диффузией, подвергается только термической обработке, для которой справедливы известные закономерности.

использована и кинетика выделений для получения различных (далеких от равновесия) соединений азота — в растворенном виде или в виде выделений.

Остальное сечение стального изделия, не охваченное диффузией, подвергается только термической обработке, для которой справедливы известные закономерности.

Так, при диффузионном хромировании и науглероживании происходит аустенитизация основного металла, а в зависимости от скорости охлаждения и содержания легирующих формируется структура закалки (или структура нормализации). При азотировании при температуре ниже точки A1 режим соответствует отпуску. Процессы диффузии и фазовые превращения подробно рассмотрены в монографиях.

6.2.4. процессы массопередачи между газовой фазой и сталью; параметры, используемые в технологическом процессе

Основными целями при проведении химико-термических процессов в газовых фазах являются следующие:

изменение концентрации (например, при обезуглероживании листов); получение определенного профиля концентрации (например, профиля концентрации углерода для защиты от износа, профиля концентрации хрома для защиты от коррозии);

получение поверхностных слоев с определенными твердыми фазами (например, износостойких слоев карбида титана);

получение профиля концентрации с одновременным наличием поверхностных слоев из определенных фаз (например, профиля концентрации азота со слоями нитридов железа для деталей машин или инструментов).

В простейшем случае представляет интерес концентрация углерода, устанавливающаяся при обезуглероживании тонких листов. В выражении составлен баланс массообмена между газом и сталью с переносом вещества в наружную часть поверхностного слоя. Если пренебречь диффузией и заменить коэффициент массопередачи в константой скорости К, то можно записать

I= рK (аМе — аG).

Поскольку для массового расхода вещества I может быть также предложено выражение

I = (б/2-dc/dt) р,

Коллин и др., заменив активности (аМе — аG, концентрациями у (сМе — сG) и включив у в константу, получили формулу

/ = (б/2-dc/dt) р = К (сМе - сG) р. (6.26)

После интегрирования получается

К = 2,303б/2t . lg (c°cG/c — сG),

где с — относительная концентрация; 6 — толщина образца; К — постоянная скорости; у — коэффициент активности; индекс ноль означает начальное состояние.

Для обеспечения быстрого и полного обезуглероживания концентрация с° должна быть близкой к нулю, так что полученное выражение упрощается:

К= 1,151б/t . lg (c°/c); lg (с°/с) =Kt/1,151б.

Скорость обезуглероживания определяется отклонением концентрации углерода от равновесной, т. е. фактической концентрацией углерода в стали (реакция первого порядка, экспоненциальный закон зависимости от времени). Если отложить концентрацию углерода в зависимости от времени обработки в логарифмическом масштабе, то получатся прямые, тангенс угла наклона которых соответствует константе К. Это означает, что при известном значении К можно предсказать содержания углерода, относящиеся к определенному моменту протекания реакции. Константы скорости для реакций углерода и азота определял, в частности, Грабке; они были обобщены в работе Коллина и др. Температурная зависимость этих констант соответствует функции Аррениуса.

При азотировании парциальное давление водорода является кинетическим фактором, стимулирующим (повышающим) скорость, тогда как при науглероживании кинетика зависит от отношения парциальных давлений водяного пара и водорода.

Поскольку при малом поперечном сечении диффузионное выравнивание происходит очень быстро, концентрации можно рассчитать сравнительно просто. Если диффузией пренебречь нельзя, то следует пользоваться выражением. Для предварительных расчетов профиля концентрации углерода Коллин и др. разработали модель, учитывающую влияние температуры, химического состава газа и состава стали на процесс науглероживания. Ход процессов во времени при этом описывается следующим образом.

а. Транспортировка углеродоносителя через пограничный слой в соответствии с экспериментальными данными не учитывается.

б. Поступление углерода к поверхности обеспечивается тремя реакциями:

СН4 =[С] + 2Н2; (I)

2СО= [С] + С02; (II)

СО +Н2 =[С]+ Н20. (III)

На практике скорости науглероживания в 10—100 раз превышают экспериментально найденные для реакций (I) и (II). Следовательно, реакции (III) принадлежит решающая роль в поставке углерода,, поглощаемого сталью. Скорость этой реакции определяется формулой

I = pk3(a3G - аМе),

где k3 — константа скорости реакции (III); а3G— активность углерода в газовой атмосфере.

Для константы равновесия kG, 3 справедливо соотношение kG, 3 = kG,2.kw, где kw — константа равновесия реакции водяного газа. Коэффициент q учитывает влияние легирующих элементов по Нойману и Персону.

в. Углерод, поступивший к поверхности, воспринимается поверхностью стали согласно первому закону Фика.

г. Отвод углерода от поверхности внутрь материала рассчитывается по второму закону Фика:

dc/dt = Dd2c/dx2.

При помощи уравнений процесса можно по заданному химическому составу газа (активности углерода в газе), составу стали (активности углерода в стали) и температуре рассчитать для каждого момента времени распределение концентраций углерода в поверхностном слое (профиль концентраций углерода). Модель при этом может также учитывать и геометрию поверхности (выпуклая, вогнутая или плоская форма). Для вычислительной программы выведены дифференциальные уравнения. Результаты расчетов на ЭВМ хорошо согласуются с экспериментальными данными, так что с использованием соответствующих программ в принципе возможно управлять процессами науглероживания с помощью ЭВМ.

Предварительный расчет профилей концентраций азота в принципе не отличается от соответствующих расчетов для углерода. Как существенный недостаток здесь сказывается нехватка надежных исходных данных. Рост толщины слоя нитридов приблизительно подчиняется степенной функции с показателями степени от 1/2 до 1, т. е. параболическому или линейному закону в зависимости от времени. При этом и определение толщины слоя, и анализ профиля концентраций азота представляют значительные трудности, так что обычно преобладают статистически недостоверные сведения со сравнительно большим разбросом. Для железа Енцш применил модель, позволяющую рассчитать профиль концентрации азота и толщину дополнительно имеющегося слоя фазы у. Расчет поглощения хрома, профилей концентрации хрома и толщины слоев, обогащенных хромом, вообще следовало бы проводить на той же основе, что и в случае диффузии неметаллов. Однако судя по литературным данным, пока в этой области преобладает эмпирический подход.

Из вышеизложенного следует, что (если не считать детально не обсуждавшегося полного давления в реакционном пространстве) свойства поверхностного слоя определяются главным образом соотношением парциальных давлений, температурой и состоянием поверхности стали, поскольку эти факторы влияют на скорость хода реакций, а также продолжительностью обработки (а тем самым и скоростью нагрева и охлаждения). Все эти параметры должны учитываться при разработке технологических процессов получения поверхностных слоев из газовой фазы.

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

17:12 Поковка сталь 4Х5МФС

08:51 Купим фторопласт Ф4, Ф4к20, стеклоткань, стеклолента, текстолит неликв

08:44 Закупаем прокат титана круг, проволоку, поковку, нихром остатки, с хра

08:34 Труба нержавеющая 57х4,0 ст12Х18Н10Т ГОСТ 9941-81

18:01 Предлагаем станок токарный ИТ-1М.

16:59 Вентиляторный завод приглашает к сотрудничеству

14:41 Дизельные электростанции АД 150-Т400-РГ

14:41 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

13:27 Труба ТФ 89х7 НД-2-2-20 2У1

13:25 Сварочные агрегаты адд 4004, адд 4004 вг и др

НОВОСТИ

28 Марта 2017 17:10
Звучание неодимовых магнитов

22 Марта 2017 14:08
Необычные строения из алюминия в Японии (17 фото)

28 Марта 2017 17:18
Выпуск чугуна в странах СНГ в феврале упал на 2,9%

28 Марта 2017 16:15
Группа ”ЧТПЗ” объявляет финансовые результаты по итогам 2016 года в соответствии с МСФО

28 Марта 2017 15:15
Китайский экспорт толстолистовой стали в феврале упал на 14%

28 Марта 2017 14:13
”РУСАЛ” расширяет на ”КАЗе” производство продукции с добавленной стоимостью

28 Марта 2017 13:18
Южная Америка в феврале увеличила выплавку стали на 1,5%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Изделия для печного и термического оборудования из нержавейки

Производство разных типов нержавеющих листов и их применение

Котельные жаропрочные и коррозионностойкие марки сталей

Сертификация и таможенное оформление грузоперевозок

Шаровые краны - основные виды и особенности

Распространенные марки стали для химического оборудования - сравнение и особенности

Высоколегированные жаропрочные стали для печного оборудования

Изготовление зубчатых колес и деталей по чертежам

Металлический штакетник и металлические решетки

Покупка картриджей в Москве – выгодное решение актуального вопроса

Пищевое оборудование из нержавеющих сталей

Лист нержавеющий холоднокатанный AISI 310S

Нержавеющий холоднокатанный и другие виды листового проката по AISI

Эффективность технологии ультразвуковой очистки поверхностей

Фурнитура и комплектующие для откатных ворот

Лист нержавеющий 08Х18Т1 в строительных и декоративных конструкциях

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Использование трубы нержавеющей 12Х18Н10Т в машиностроении и других остраслях

 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.