Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 92 стр.

UptoLike

положение. Так, например, при комнатной температуре атом
углерода, диффундирующий в решетке железа по
междоузлиям, совершает один прыжок за 25 с, а при 1545° С
– 2·10
11
прыжков за секунду.
Рис 4. Схема элементарного акта диффузии
по вакансионному механизму
На образование вакансии необходимо затратить
энергию Q'.
Энергия активации Q в этом случае складывается из
энергии активации миграции Q" и энергии образования
вакансии Q' (Q = Q' + Q"), а вероятность перескоков имеет
вид:
f=czyexp(-Q'/RT)exp(-Q"/RT) (2)
Поэтому энергия при диффузии по вакансионному
механизму выше, чем по межузельному, а диффузионная
подвижность атомов меньше. В твердых растворах
вычитания диффузионное перемещение также протекает с
меньшей затратой энергии, чем в твердых растворах
замещения, т.к. в них имеются готовые вакансии в
избыточном количестве.
Диффузия в поликристаллических металлах протекает
значительно интенсивнее, чем в монокристаллах. Это связано
с тем, что диффузия является структурно-зависящим
процессом и в значительной степени определяется наличием
дефектов кристаллического строения металлов.
Все структурные дефекты, вакансии, границы зерен и
субграницы, внешняя поверхность, дислокации и т.д.
оказывают влияние на диффузионную подвижность атомов.
При ХТО реализуется как объемная диффузия (в объеме
каждого зерна), которая дает основной вклад в
диффузионный поток, так и диффузия по границам зерен.
Диффузия по границам зерен происходит с гораздо большей
скоростью, чем в объеме зерна. Это объясняется тем, что
высокоугловые границы, независимо от их физической
модели, содержат повышенную концентрацию вакансий и
нарушений периодичности расположения атомов, что
увеличивает вероятность атомных переходов и уменьшает
энергию активации диффузии. Цементация стали.
Цементацией называют процесс диффузионного насыщения
поверхностного слоя деталей углеродом.
Цель цементации - получение на поверхности детали
высокой твердости и износостойкости в сочетании с вязкой
сердцевиной, что достигается обогащением поверхностного
слоя углеродом до концентрации 0,8 -1,0 % и последующей
закалкой и низким отпуском.
Для цементации обычно используют
низкоуглеродистые стали, содержащие 0,1-0,18 % углерода.
Для крупногабаритных деталей применяют стали с более
высоким содержанием углерода (0,2-0,3 %). Выбор таких
178 177