|
Рисунок 1 Ла Влияние температуры ХТО на рост толщины диффузионного слоя Рисунок 1.16 Влияние продолжительности ХТО на рост толщины диффузионного слоя при различных видах контроля процесса: 1 контроль скоростью диффузии; 2 контроль скоростью химической реакции; 3 контроль скоростью реакционной диффузии Влияние продолжительности процесса ХТО на рост толщины дифузионного слоя в наибольшей степени связано с химической активностью атомов насыщающей среды. Эта активность определяет концентрацию атомов в насыщающей среде и на поверхности изделий, образование химических соединений на поверхности и глубине металла. При малой активности атомов скорость роста толщины слоя приближается к линейному закону: у = Кг-т (1.1) и определяется скоростью химической реакции в окружающей среде, на поверхности металла и его структуре (рис. 1.1 б, прямая 1). При большой активности атомов скорость роста толщины слоя описывается уравнением квадратичной параболы: у = Кг-т0,5 (1.2), где К2 коэффициент, зависящий от вида диффундирующих атомов и других факторов. В этих условиях скорость насыщения и роста толщины слоя в наибольшей степени зависят от скорости диффузии атомов (рис. 1.1,6 кривая 2). Если показатели активности атомов и скорости их диффузии соизмеримы, процесс роста толщины описывается уравнением степенной параболы, такой как: у = К^-т0,75 (1.3) и зависит от скорости реакционной диффузии атомов (рис. 1.16, кривая 3). 15 |
7 линии раздела между фазами. Диффузионный слой но микроструктуре можно определить только благодаря несколько большей или иной травимости. Скорость роста толщины диффузионного слоя определяет производительность ХТО и зависит от температуры насыщения, природы диффундирующих атомов и их концентрации на поверхности металлоизделия, характера образующегося твердого раствора. Значительное влияние на рост толщины слоя (у) оказывает температура обработки (Т), изменяющееся по экспоненциальному закону: у = к,. (и) где Kj-температурный коэффициент диффузии, Q энергия активации атомов, R газовая постоянная. График, отражающий ускоряющее нарастание толщины слоя с повышением температуры насыщения (1.1а) в виде экспоненциальной кривой, используется при разработке технологического режима ХТО для получения заданной производительности. Рис. 1.16. Влияние продолжительности ХТО на рост толщины диффузионного слоя при различных видах контроля процесса: 1контроль скоростью диффузии; 2контроль скоростью химической реакции; 3контроль скоростью реакционнойдиффузии Влияние продолжительности процесса ХТО на рост толщины фузионного слоя в наибольшей степени связано с химической активностью атомов насыщающей среды. Эта активность определяет концентрацию атомов i Рис. 1.1а. Влияние температуры ХТО на рост толщины диффузи онного слоя 8 в насыщающей среде и на поверхности изделий, образование химических соединений на поверхности и глубине металла. При малой активности атомов скорость роста толщины слоя приближается к линейному закону: у = к2 .т (1.1) и определяется скоростью химической реакции в окружающей среде, на поверхности металла и его структуре (рис. 1.15, прямая 1). При большой активности атомов скорость роста толщины слоя описывается уравнением квадратичной параболы: у = к2. т 0,5 (1.2), где к2коэффициент, зависящий от вида диффундирующих атомов и других факторов. В этих условиях скорость насыщения и роста толщины слоя в наибольшей степени зависят от скорости диффузии атомов (рис. 1.16, кривая 2). Если показатели активности атомов и скорости их диффузии соизмеримы, процесс роста толщины описывается уравнением степенной параболы, такой как: у = к2. т 0,75 (1.3) и зависит от скорости реакционной диффузии атомов (рис. 1.16, кривая 3). В случае повышения концентрации диффузионного элемента на поверхности толщина слоя растет, при соответствующей температуре и продолжительности процесса насыщения. Скорость роста толщины диффузионного слоя при образовании твердых растворов внедрения, значительно выше, чем при образовании твердого раствора замещения. Поэтому при насыщении поверхности металлами (А1, Cr, S1 и др.), которые образуют твердые растворы замещения, требуются более высокие температуры и времена насыщения. В зависимости от вида насыщающих атомов ХТО делится на несколько видов: цементацию (насыщением углеродом) при нагреве в соответствующей среде карбюризаторе. При цементации изделий, работающих в условиях абразивного изнашивания, необходимо стремиться к получению возможно большего содержания карбидной фазы на рабочих поверхностях, чтобы обеспечить высокую износостойкость и самозатачиваемость лезвий. Содержание углерода в цементованных слоях при этом должно быть не менее, 2,5...3,0% [12]. |