不銹鋼離子滲氮模型.pdf

1、現(xiàn)代化學(xué)熱處理生產(chǎn)中，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能和生產(chǎn)效率等，應(yīng)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自控日益廣泛。為此，在相應(yīng)的基礎(chǔ)理論研究中，近年來國內(nèi)外不斷涌現(xiàn)種種有關(guān)的數(shù)學(xué)模型。由于金屬化學(xué)熱處理是滲入元素由界面?zhèn)魅氩⒃诮饘俟腆w中擴(kuò)散的過程，所以為提出可靠的數(shù)學(xué)模型，必須研究相應(yīng)的擴(kuò)散規(guī)律。 離子滲氮技術(shù)由于滲氮層性能好、生產(chǎn)周期短、工件變形小等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)上進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。離子氮化已經(jīng)成功地應(yīng)用在不銹鋼的表面強(qiáng)化方面，以提高其耐磨性與摩擦

2、學(xué)性能。離子滲氮能使?jié)B氮層表面氮濃度提高，提高滲氮效率，能產(chǎn)生強(qiáng)度高的滲氮層。氮化層的形成是由氮在基體中的擴(kuò)散過程決定的，因此，建立滲氮模型及研究反應(yīng)擴(kuò)散和氮原子在內(nèi)層中的擴(kuò)散關(guān)系很有必要。 基于上述，首先對離子滲氮的基本原理、離子滲氮時(shí)擴(kuò)散過程的特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，然后又對離子滲氮模型進(jìn)行了闡述。在這些理論基礎(chǔ)上，本文所進(jìn)行的理論分析如下： 1.用Fick第二定律推導(dǎo)出不銹鋼離子滲氮模型。 2．在不銹鋼

3、離子滲氮模型的基礎(chǔ)上得出反應(yīng)擴(kuò)散模型。氮原子在反應(yīng)擴(kuò)散相中的擴(kuò)散系數(shù)是影響氮原子在內(nèi)層相中擴(kuò)散的因素。由Fick第二定律可知，擴(kuò)散系數(shù)D和濃度梯度 是影響氮原子擴(kuò)散速度的兩個(gè)最關(guān)鍵因素。 3．通過實(shí)例求質(zhì)量分布關(guān)系，并用MATLAB語言將數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行函數(shù)擬合編程。通過擬和出來的曲線可知，本模型能描述滲氮過程的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化。 4．不銹鋼離子滲氮模型應(yīng)用到奧氏體不銹鋼低溫等離子體滲氮上時(shí)，要考慮到在滲層形成的過程中：