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耐磨板先进技术,和钢板成分的形成技术

时间:2014-11-30 20:13:41 来源: 点击量:1133

    耐磨板先进技术成果转移与推广方面

主要有微机全自动控制化学热处理设备,热处理微机全自动 控制系统,微机自动控制等离子设备,微机全自动控制密封式可 控气氛多用炉热处理生产线,微机全自动控制连续式可控气氛热 处理生产线等。

    耐磨板先进技术开发和应用方面

主要有渗碳气冷淬火多用炉和生产线,三室真空离子渗碳油 淬、高压气淬多用炉,IOlOcC高温快速渗碳,快速渗氮,汽车齿 轮渗碳后等温淬火,渗剂和冷却气的高纯度净化,甲烷(丙烷) 低温(<900尤)裂解催化剂,准确、实时测量工件碳浓度的方 法,抗炭黑氧探头,渗碳淬硬层和表面硬化层深度无损测量方 法,测量渗碳件表面清洁度传感器,热处理工艺过程计算机模 拟,计算机软件系统开发,减少污染及无公害处理法,热处理余 热利用等。

耐磨板化学热处理基本过程

按多相反应的规律性,化学热处理实际上是由气氛的形成、 吸附、分解、吸收、扩散五个基本过程所组成。

    耐磨板气氛的形成

化学热处理渗剂在一定的工艺条件下,经化学反应(裂解、 分解)形成由多种气体组成的气氛。例如煤油滴人炉内裂解,形 成CO、CO,、H2, (:,,}^+2等组成的气氛;滴人甲醇分解,形成 CO、H2气氛;滴入异丙醇分解,形成CH4、CO气氛;气体渗氮 时通人氨气形成NH3、N2, H2气氛。温度、催化剂能显著影响渗 剂的裂解反应速度和反应产物,例如煤油滴人800T的炉内时, 裂解产物中将有较多的不饱和的烯类

    耐磨板吸附

固体物质自动地把周围气氛中的分子、离子或活性原子吸附 到其表面的现象,称为固体吸附。固体表面处于受力不平衡能量 较高的状态,它有吸附某种物质以降低其表面能的倾向。能吸附 外来质点的物质称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。

固体表面的吸附作用,按其作用力的性质可分为物理吸附和 化学吸附。

物理吸附是由分子间力所引起的,是一种物理过程,一般不 具有选择性,任何固体对气体都有物理吸附作用,只是在程度上 有所不同。由于固体原子之间存在较强的作用力,在固体内部各 原子之间的相互作用力是平衡的,而在表面的原子则处于引力不 平衡状态,见图1-1。所以,当周围气体分子运动碰撞到达固体 表面时,就会被表面原子所吸引,产生吸附现象。这类吸附没有

 

*章耐磨板化学热处理总论11


电子转移,也不形成化学键,是纯物理作用,因而吸附时不需要 活化能,在较低温度下就可进行,并且吸附速度很大。物理吸附 与温度和压力的基本变化关系是吸附量随着温度的升高而降低, 随着气氛压力的增加而增加(吸附饱和后不再增加)。物理吸附 是放热过程,称为吸附热,一般为2040kJ/mol

耐磨板化学吸附具有选择性,一种固体吸附剂只对某一种或几种吸 附质有吸附作用。吸附剂与吸附质之间的结合力类似化学键力, 其间发生了某种程度的化学反应,图1-2就是金属表面化学吸附 的模型。吸附表面有剩余价力作用,吸附剂与吸附质之间呈离子 键或共价键结合。化学吸附需要活化能,只有那些具有一定活化 能力的分子碰撞固体表面时才能被吸附,所以,化学吸附速度随 温度升高(热振动加剧)而增加,故易于在高温下进行,吸附热 达40400kJ/mol。实验测得,金属对气体化学吸附所需活化能一 般小于4.186xlOW/md,它比一般化学反应所需的活化能小得多 (约1/10)。在有良好催化剂的条件下,化学吸附过程进行得非常 迅速,而且温度越高,速度越快。

物理吸附和化学吸附往往同时进行,它们的界限难以严格区 分。例如,钨吸附氧时,既有原子态的氧(化学吸附),也有分 子态的氧(物理吸附);又如镍对氢的吸附,在低温时发生物理 吸附,升高温度后物理吸附减弱,温度升高到某一程度后,既存 在物理吸附又存在化学吸附,到高温时则主要是化学吸附。化学 热处理是在高温或较高温度下进行的,以化学吸附为主,工件表 面的铁既是吸附剂又是催化剂,催化剂改变了反应机制,使化学

反应沿着活化能较小的途径进行,从而加速了吸附后的分解反应 速度。

CO、CH4, ?013被[6吸附(化学吸附)的反应式:

Fe晶体+CiO气体—4¾晶体'CiO吸附

Fe晶体+CH4气体—Fe晶体• CH4吸附

Fe晶体+NH3气体—Fe晶体-NH3吸附

被吸附的气体分子受到同类和异类分子的碰撞时,可能发生 分离,即解吸(吸附质脱落),也可能使其分解,形成渗入元素 的活性原子,反应式为:

Fe晶体• CO吸附+GO气体晶体• [ G ]原子+GO2气体

Fe晶体• CO吸附+CO气体—Fe晶体+2C0气体(解吸)

吸附作用并非在固体表面均匀进行,吸附中心往往出现在表 面的一些晶体缺陷处,这些缺陷也将对渗入耐磨板元素的扩散产生重大 影响。

 

 

 

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