Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 89 стр.

диффундирующего элемента на поверхности насыщения            Повышение температуры увеличивает скорость процесса
возникает диффузионный поток от поверхности в глубь          диффузии. Поэтому толщина диффузионного слоя,
обрабатываемого металла (сплава). Процесс возможен только    образующегося за данный отрезок времени, сильно
при условии растворимости диффундирующего элемента в         возрастает с повышением температуры процесса (рис. 1, б).
обрабатываемом металле и достаточно высокой температуре,          Известно несколько механизмов диффузии, четыре из
обеспечивающей необходимую скорость диффузии.                которых основные.
     Скорость диффузии атомов насыщающего элемента в              Циклический (обменный) механизм.
решетку железа неодинакова и зависит от состава и строения        При реализации этого механизма (рис. 2) несколько
образующихся фаз: диффузия протекает быстрее при             атомов (три или более), расположенные примерно по кругу,
образовании твердых растворов внедрения (при насыщении       согласованно движутся так, что все кольцо из атомов
углеродом или азотом, размеры атомов которых малы), чем      поворачивается на одно межатомное расстояние. Частным
твердых растворов замещения. Поэтому при диффузионной        случаем циклического механизма является обменный
металлизации процесс ведут при более высоких                 механизм, при котором осуществляется прямой обмен
температурах, длительно и, несмотря на это, получают         местами двух соседних атомов. Эти механизмы
меньшую толщину слоя, чем при насыщении азотом и             маловероятны в кристаллах с плотноупакованной структурой
углеродом.                                                   атомов, т.к. вызывают сильное искажение решетки в местах
     Поверхностный слой детали, отличающийся от              перехода атомов.
исходного материала по химическому составу, называется            Краудионный механизм.
диффузионным слоем. Материал детали под диффузионным              Краудион - группа атомов, сжатая за счет наличия в
слоем с не изменившимся химическим составом называется       ряду одного или нескольких лишних атомов, (crowd -
сердцевиной.                                                 скопление). В этом случае в более или менее
     Толщина диффузионного слоя зависит от температуры       плотноупакованном ряде атомов появляется лишний атом.
и продолжительности насыщения, а также от концентрации       Каждый атом этого ряда вплоть до отстоящих примерно на
диффундирующего элемента на поверхности (рис. 1).            10 межатомных расстояний от лишнего атома смещен на
     С течением времени скорость увеличения толщины          некоторое расстояние от равновесного положения в решетке.
слоя непрерывно уменьшается (рис. 1, а). Толщина                  Краудионная       конфигурация      атомов     может
диффузионного слоя при прочих равных условиях тем            перемещаться вдоль этого ряда. Искажение распространяется
больше, чем выше концентрация диффундирующего                вдоль линии, и энергия смещения атомов невелика.
элемента на поверхности металла (рис. 1, в).
     Концентрация     диффундирующего        элемента   на
поверхности обрабатываемой детали зависит от скорости
притока атомов этого элемента к поверхности, скорости
диффузионных процессов, приводящих к переходу атомов в
глубь металла, состава и структуры образующихся фаз.

                        171                                                              172