Материаловедение. Барышев Г.А. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 1. Изменение концентрации диффундирующего элемента по глубине
Толщина слоя «у» представляет собой глубину проникновения элемента при ХТО.
Диффузионное перемещение атомов в металлах осуществляется двумя процессами: самодиффузией и гетеродиффузией.
В первом случае отдельные атомы основного металла за счет хаотического перемещения могут меняться местами. Этот про-
цесс не изменяет концентрации. Во втором случае перемещение инородных атомов происходит в направлении от мест с вы-
сокой концентрацией к местам с низкой концентрацией диффундирующего элемента. Количественно процесс диффузии ха-
рактеризуется коэффициентом диффузии D, который численно равен количеству вещества, прошедшего через площадку 1
см
2
в течение одной секунды при перепаде концентрации по обе стороны площадки, равном единице (0 – с одной стороны,
100 % – с другой), и имеют размерность см
2
/с.
RT
Q
АeD
−
= ,
где А – коэффициент, зависящий от кристаллической решетки; Q – энергия активации; е – основание натурального логариф-
ма; R – газовая постоянная; Т – температура.
Так, для γ-железа Q = 30 ккал/г·атом, D = 6 ⋅ 10
–11
углерода при толщине слоя «у» при постоянной температуре подчиня-
ется параболическому закону (рис. 2).
Рис. 2. Влияние на глубину слоя продолжительности диффузионного
насыщения
2. ЦЕМЕНТАЦИЯ СТАЛИ
Процесс цементации стали известен много веков, когда наши предки научились получать сталь из железа с помощью
сквозной цементации.
При цементации происходит поверхностное насыщение малоуглеродистой стали углеродом, в результате чего получа-
ют высокоуглеродистый поверхностный слой. Сердцевина при этом сохраняет низкое содержание углерода. После термиче-
ской обработки (закалка) в таком изделии получают твердую поверхность и вязкую сердцевину.
Различают твердую и газовую цементацию. Процесс твердой цементации – продолжительная операция, занимающая, в
зависимости от глубины цементованного слоя, не один десяток часов (рис. 3).
Продолжительность процесса связана с длительностью прогрева ящика 4 с карбюризатором 2, в котором размещены
цементуемые детали 1 и контрольные образцы 3.
Продолжительность цементации зависит от температуры (рис. 4) и глубины нужного слоя.
Рис. 3. Схема твердой цемента-
ции
Рис. 4. Продолжительность
цементации в зависимости
от температуры

Страницы