Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 90 стр.

UptoLike

Рис 1. Зависимость толщины диффузионного слоя:
а - от продолжительности насыщения; б - от температуры;
в - концентрации диффундирующего элемента
Межузельный механизм.
В этом случае атом перемещается внутри кристалла,
перескакивая из одного междоузлия в другое (рис. 2).
Миграция по междоузлиям возможна лишь в случае
диффузии малых примесей атомов, образующих твердые
растворы внедрения и при скачке сравнительно мало
смещающих атомы растворителя из их узлов в решетке.
Вакансионный механизм.
В любой кристаллической решетке, особенно при
повышенных температурах, имеются вакансии. Вакансии
открывают путь для легкого осуществления процесса
диффузии за счет обмена атома с вакансией (рис. 2).
Вакансионный механизм реализуется, при самодиффузии и
при образовании твердых растворов замещения. Многие
процессы ХТО (алитирование, хромирование, силипирование
и т.д.) обусловлены, диффузией таких элементов, как
алюминий, хром, кремний и др., образующих с железом
твердые растворы замещения. Эти элементы диффундируют
в железе по вакансионному механизму.
В промышленности наиболее часто применяют
процессы ХТО, основанные на диффузии в железо
неметаллов С, N, В. Эти элементы, имеющие малый атомный
радиус, образуют с железом твердые растворы внедрения.
Рис 2. Схема различных механизмов диффузии
в металлах: 1 - циклический; 2 - обменный;
3 - вакансионный; 4 - межузельный; 5 – краудионный
Диффузия углерода, азота и бора протекает по
межузельному механизму диффузии за счет обмена атома с
вакансией (рис. 2). Вакансионный механизм реализуется при
самодиффузии, и для совершения элементарного акта
диффузии атом должен преодолеть энергетический барьер.
Схемы элементарного акта диффузии по межузельному
и вакансионному механизмам и потенциальная энергия
кристалла в зависимости от расположения
174 173