气体渗碳炉气碳势的测量与控制

渗碳零件质量的好坏取决于表面的碳浓度和渗碳深度,而零件表面碳浓度又取决于炉气碳势。分析了零件气体渗碳处理中的炉气碳势测量原理,提出用测氧传感器测量碳势及碳势的自动化控制方法。     

测氧传感器单参数精确控制碳势

针对气体渗碳零件质量不稳定问题，使用测氧传感器对渗碳过程进行碳势控制。结果表明：单参数控制碳势波动大的主要原因是炉气中的CO含量不恒定。根据渗碳设备、工艺等具体情况，可采用单一渗剂，配制混合渗制，稀释剂和富化剂按比例同步增减，以及用甲醇作稀释剂，醋酸乙脂作富化剂等4种处理。     

滴注式气体碳氮共渗过程的数学模型

介绍了以甲醇、煤油和氨作为渗剂，在实际生产条件下进行滴注式气体碳氮共渗工艺试验，将试验结果用数理统计的理论与方法建立了氧电势－碳势的数学模型，该数学模型用于齿轮碳氮共渗取得了令人满意的效果，根据渗层碳分布数学模型，对碳氮共渗过程的渗层深度和碳分布进行了计算机求解，计算值与实测值符合得较好。     

渗碳气氛中碳势理论表达式及精确测定

论述了渗碳气氛中碳势的意义及影响因素，根据渗碳反应热力学与传质动力学的基本理论推导了碳势的准确表达式，并据此得出了快速，精确测定碳势的新方法。     

计算机辅助设计气体渗碳工艺

通过对气体渗碳工艺设计过程的分析，利用模拟效果较好的数学模型编制渗碳工艺设计程序。该程序可根据渗碳后工件渗层的有效硬化层深度、表面碳浓度或表面硬度等技术指标和最高温度、最高碳势等一些渗碳工艺的约束条件，通过工艺设计程序能自动优化设计出最佳的渗碳工艺。     

滴注式气体渗碳过程的计算机控制

在井式气体渗碳炉中,采用滴注法进行气体渗碳时,炉内气氛中的化学反应往往达不到平衡。在这种情况下,用建立在化学平衡基础上的间接法对炉内气氛的碳势进行测量和控制,不易得到理想的结果。本文提出采用热丝法直接对炉内气氛的碳势进行测量和控制,阐述在这种条件下在不同碳势的气氛中渗碳时,工件表面碳含量、渗碳层深与渗碳时间的关系和沿层深碳浓度分布的预计,以及渗碳过程的计算机控制。结果表明,控制精度碳势为±0.05％,表面碳浓度为±0.05％,层深为±0.1mm;沿层深各点碳浓度分布的预计值与实测值偏差±0.1％。     

变温短周期增强渗碳工艺的研究与应用

本文介绍了一种新型渗碳工艺，研究表明：利用高温强渗，较高温次平衡碳势扩散、预冷淬火的渗碳方法，可有效地提高渗碳速度，改善渗层组织，消除渗碳磨削裂纹。不同阶段的渗剂中，配以不同比例的水，可消除工件表面碳黑，有利于控制炉气碳势，实现反扩散，获得良好的渗层碳浓度梯度。     

可控气氛热处理中碳势的测量与控制研究

系统地研究了可控气氛在热处理中的碳势,通过对炉气碳势的影响因素、碳势的测量方法、碳势的控制原理与方法的分析与综合,对影响炉气碳势的不利因素进行了剖析。同时针对这些不利因素,对炉气碳势的测量与控制方法进行了研究,提出了目前最佳的渗碳工艺方法,即在整个渗碳过程中对碳势进行台阶式控制的方法。     

甲醇——煤油渗碳气氛碳势控制特点及方法

本文对甲醇——煤油渗碳气氛的渗碳行为及碳势控制特点进行了分析,提出了温度——二氧化碳或温度——氧势双参数碳势控制所必须的工艺条件。并在实践中找出了适宜的控制方法,在井式气体渗碳炉上实现了该气氛碳势的微机控制。     

多段法渗碳的数学模型及其物理意义

目前最佳渗碳工艺方法 ,是在整个渗碳过程中对碳势进行台阶式控制。这一过程可以看成是一个多段渗碳过程。本文建立了多段法渗碳的数学模型 ,并讨论其物理意义。运用线性偏微分方程的可迭加性质所求得的碳浓度分布函数能够描述多段法渗碳过程的物理本质。     

45钢表面液相等离子体碳氮共渗

研究45钢在乙醇胺电解液中实现以渗碳为主的碳氮共渗,获得以高碳马氏体和含氮马氏体为主的表面改性层,使其硬度达到480 HV,为基体的1.5倍,结果表明:45钢进行液相等离子体碳氮共渗依赖于原子(离子)的吸附和扩散效应.弧光放电的电离过程产生的大量活性碳、氮原子(离子)被吸附到工件表面,同时弧光放电等离子体对工件的不断轰...     

Fe-0.48%V及Fe-1.69%V合金碳化物析出型渗碳(CD)

研究了Fe048%V及Fe169%V合金的CD渗碳,用金相显微镜及扫描电子显微镜分析了渗层的组织形貌,对表层进行了X射线衍射分析,确定了以上两种合金在950℃渗碳的最佳碳势为140%C,此碳势是渗层不出现Fe3C组织的最高碳势,渗层组织为马氏体基体上分布弥散细小的等轴碳化物V4C3,平均尺寸为250nm·渗层最高硬度均超过了HM1000,Fe048%V合金的硬化层厚度为1600μm,Fe169%V合金的硬化层厚度为1000μm,两种合金都具有极高的耐磨性,Fe169%V合金的耐磨性超过了淬火加回火的...     

碳的扩散系数和传递系数的一种计算方法

介绍了根据渗碳试验碳浓度测试结果计算碳的扩散系数和传递系数及相关常数的原理和数学模型，给出了渗碳试验的设计原则，并利用C18钢渗碳试验结果，进行了数值计算。对计算结果的误差分析和实验验证表明，用本文提出的方法计算碳的扩散系数和传递系数是可行的。     

电阻碳势传感器及其在气体渗碳计算机控制中应用

本文介绍了电阻碳势传感器的结构特点,简述了其用于碳势测控的基本原理和实用结果。将该传感器与微型计算机配合对滴注式气体渗碳过程中的碳势进行控制,结果表明,其使用性能稳定可靠,反映速度较快,碳势控制精度可达±0.05％。     

多段法渗碳碳浓度分布的解析计算方法

多段法渗碳的数学模型是线性偏微分方程。线性偏微分方程的一个重要性质是可迭加性。文章以球形工件多段法渗碳为例 ,建立起多段法渗碳的数学模型并运用迭加原理和分离变量法求得了球形工件多段法渗碳定解问题的解析解 ,即碳浓度分布函数。碳浓度分布函数可以更加深刻地描述多段法渗碳的物理本质。     

氧探头在可控气氛加热炉碳势控制系统的作用机理及其应用

着重介绍了碳势控制原理,并在此原理基础上阐述了氧探头的作用机理,运用氧探头精确控制碳势对A、B、C三种试样进行试验,结果表明,A试样硬化层大大超标,B、C试样效果很好,实践证明,在渗碳淬火工艺中,运用氧探头碳势控制系统,提高了渗碳质量,缩短了工艺时间。     

滴注式渗碳气氛组成与碳势的关系

探讨了滴注式渗碳气氛组成与碳势的关系。通过大量实验，证明滴注式渗碳反应均未达到平衡状态，并运用数理统计方法得出炉气组分中只有３个相互独立的组分。甲醇－丙酮滴注式渗碳过程中，以线性模型描述碳势与气氛组成的关系可得其最优回归方程。     

圆柱形工件多段法渗碳的碳浓度分布

本文运用线性偏微分方程的可迭加性质所求得的圆柱形工件多段法渗碳的碳浓度分布函数可以描述圆柱形工件渗碳过程的物理本质。     

快速碳氮共渗研究

<正>碳氮共渗用于钢件表面化学热处理是一种行之有效的方法。它不仅由于碳氮原子的同时渗入,其渗层表面具有比渗碳更高的硬度、耐磨性和疲劳强度,而且有热处理以后变形小的特点。因此,碳氮共渗在国内外都得到了广泛的应用。对碳氮共渗机理的研究也日益加深。 传统的碳氮共渗工艺概括可分为固体、液体和气体三种。固体碳氮共渗由于生产效率低、劳动条件差,已很少应用。液休碳氮共渗以往常采用氰盐(NaCN、KCN等)作为共渗介质。由于氰盐极毒,易造成公害,因而它已被人们淘汰。目前,正在广泛使用的是气体碳氮共渗(包括软氮化),这朴工艺虽然效果良好,且无毒,但共渗时间仍然太长,生产效率无法再进一步提高。例如,共渗速度较快的软氮化工艺,共渗1～3小时,其渗层深度(包括扩散层)也只有0.1～0.2毫米。因此,国内外热处理工作者都在深入研究碳氮共渗的机理,寻找快速碳氮共渗的新方法、新工艺。 经过几年时间的探索和研究,我们找到了一种在含碳氮有机物的电解液中,用外加高压直流电的方法,把钢件作为阴极,促使碳氮原子从碳氮有机物中释放,并成为离子。碳氮离子在高压电场的作用下向钢件冲击;从而在短时间内使钢件表层的含碳量达到0.8％以上,含氮量达到0.45％以上。这已经达到了一般认为的气体碳氮共渗表层最佳碳氮浓度。大量实     

高浓度深层渗碳碳分布数学模型建立与应用

在对高浓度深层渗碳的特点进行分析的基础上,考虑到碳化物的析出与溶解、温度与碳浓度对扩散系数的影响、气氛环境对碳传递系数的影响,提出了高浓度深层渗碳的数学模型,并导出了差分法求解方法。应用该模型实现了高浓度深层渗碳的计算机实时控制。