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渗氮与氨分化率有哪些关系?
来源: | 作者:pmo56eb19 | 发布时间: 2500天前 | 769 次浏览 | 分享到:

  冷氨气进入炉罐中,有两种分化方法,一是受热分化,一是触媒分化。

  边受热边分化,分化的速度初期是很快的,当气体温度与炉温挨近趋于共同后,氨分化的速度减慢下来,随着时刻的延伸,仍然以越来越低的速度的进行分化。为了保持规定的氨分化率,就得连续不断地通入适量的氨气,以保证渗氮速度正常进行。

  当氮势超越该温度下生成化合物的临界值,经一段时刻,外表构成了化合物,有利于渗氮速度的加速。过高的氮势对合金钢来说,只影响化合物的氮浓度(脆性) 和厚度,并不显着影响其分散层的硬度值。对碳素钢来说,氨分化率对化合物层的硬度和厚度的显着影响,是软氮化工艺中的重要操控因素。

  假如中止通氨气,氨分化率会越来越高。炉气的氮势太低了,现已构成的钢外表高浓度 (化合物相) 状况不能持续保持,渗氮速度大幅度下降,但因渗层具有浓度差,仍有向内部分散的才能。与此一起,化合物层中氮浓度也会渐渐下降,细密的化合物层将发作碎化;化合物层很薄时,能够部分或彻底分化(消失)。

  在既定炉温下,炉罐内各处的实践分化率值是不相同的,氨气的进气口和排气口、炉罐的下部中部和上部、导风套外面与里面都有不同,不同的巨细取决于风机的循环才能和气体的走向、零件裝炉状况、炉压巨细以及炉子的结构等多方面的因素。

  咱们所测到的氨分化率(氮势值) 仅仅排气口或氢探头插入部位的数据。

  炉罐内循环的气体实践上是新鲜氨气及其快速分化气与存留氨气及其缓慢分化气的混合物,并且呈动态不断改变。所幸的是,只需炉气的氮势值超越该温度下生成化合物的临界氮势,炉罐内各部的氨分化率有一些不同并不显着影响渗氮分散层的深度和硬度成果。例如,在520℃同条件下渗氮,氨分化率分别为20%和35%,获得的渗氮深度、硬度和金相组织看不出有什么不同。

  氨气流过钢外表发作分化发生活性氮离子的渗氮机理现已被公认,氨分化率和新鲜氨气流刷过零件外表的速度决议着渗氮的才能。有时候,在氨流量较小的情况下,氨分化率较低并现已契合工艺要求值,但成果没有呈现渗氮层,是因为氨气刷过零件外表的速度不够。这种情况下的氮势值,一般称为 ‘虚氮势’ 。为了具有一定高速的氨气流,每一台炉子都有一个最低通氨量。

  零件的裝炉状况要仔细考虑,力求气流分布均匀并抵达零件的所有渗氮外表,避免气体短路、堵塞和死角,然后防止有可能呈现同炉零件或同一零件上渗氮层不均匀的现象。

  在实施少(无)化合物层的渗氮时,要求气体渗氮才能比较小,氮势设定等于或略低于该温度下的门槛值 (或临界氮势)。这时,既要减小氨气的流量,又要保证刷过零件外表的气体有足够高的速度,就得使用添加没有渗氮才能的氨分化气,或者氮气来稀释氨气,一起使总通气量保持一个足够高的水平。这便是一般称谓为的 ‘可控氮化’ 法。

  氨气的触媒分化也是一个值得高度重视的问题。氨气刷过零件外表,零件外表有触媒效果,可发生比较多的活性氮离子,对渗氮成果很有优点。零件外表的粗糙度大些,有利于气体在钢外表略微停留,能够逮住更多一些活性氮离子;粗糙度过低,太光滑,气体的停留性差,反而难以氮化。

  加工外表一般取 Ra 0.4、0.8、1.6 比较适宜。零件外表的清理很重要,是获得高质量渗氮层的必要条件,这方面是各有招数,有好多的故事。外表预氧化、磷化、纳米化是当时应用上效果明显的几种处理方法。

  氨气的触媒分化的有害效果,也是令人头痛的问题。一般的奥氏体不锈钢炉罐及其炉内结构件,在作业期间,也会被渗氮,被渗氮的外表对氨气分化有更强的触媒效果,使氨分化率升高。外表渗氮浓度越高,触媒效果越明显。

  随着使用时刻的增加,同一温度下,氨分化率将越来越高,为保持既定的氨分化率,只得跟随着加大通氨量,耗氨气量急剧增加,最后导致失控。一般叫炉罐 ‘老化’ 。廉价没有好货,虽然国人想了好些方法处理这个问题,如,加热退氮、酸洗、涂料防护等,效果是有的,仍然仍是不尽人意。采用镍基合金制造炉罐是当时安稳氨分化率最好的措施,仅仅价格比较昂贵。

  A,氨分化率是温度、时刻和压强的函数,随温度升高,时刻增加而升高,随压强的升高而下降。有针对性的专用表达公式自己眼下没有找到,但能够看到氨分化率改变曲线的方向和趋势。假如非得要确认氨分化从哪个温度点开端,那还要看压强凹凸,同一温度下,压强高,分化率低,乃至趋近于零,反之亦然。高压强下,氨气不光不分化,还能够转化为组成,也便是说,在既定压强下,每一个温度点有一个平衡常数 K。

  B,还能够这样说,大气压下,-77.7 ℃ 以上,从液氨能够汽化开端,就有氨分化现象呈现,只不过从微乎其微开端罢了。

  C,在既定温度和压强下,有一条氨分化率——时刻函数的抛物线形状的改变曲线。既定温度下,压强不同,这条抛物线的指标数据的方位都不相同。在既定压强下,同理,每一个温度下的氨分化率的曲线方位也不相同。假如非得确认某一固定条件下的氨分化率曲线,只要找到专用公式才能答复。

  D,假如再把不同(!)触媒因素叠加上去,如此多因素的巨大系统工程,能够想象得出,现已很杂乱的问题将更变得加杂乱。

  E,工程师的任务便是将杂乱的问题简单化。咱们是讲应用科学的热处理作业者,不管三七二十一,于出产现场直接检测氨分化率(氮势) 的数据来操控气体渗氮的质量,既直观牢靠,又实用有用