真空滲碳控制中材料關(guān)鍵參數(shù)的測量和模擬軟件的開發(fā).pdf

1、二十世紀(jì)七十年代產(chǎn)生的真空滲碳技術(shù)(也稱低壓滲碳)采用飽和或不飽和碳?xì)浠衔镒鳛闈B碳?xì)夥?，解決了傳統(tǒng)氣氛滲碳的工件內(nèi)氧化和環(huán)境污染的問題：滲碳溫度高，縮短了滲碳周期；操作安全，與其它設(shè)備集成性能優(yōu)良；與高壓氣淬技術(shù)結(jié)合，工件淬火后變形小，后期處理工序簡單，處理后工件機(jī)械性能優(yōu)良。國內(nèi)外已有數(shù)十家單位申請了有關(guān)真空滲碳工藝和設(shè)備的專利，數(shù)百臺的真空滲碳設(shè)備運行在世界各地的熱處理工廠中。 真空滲碳的研究仍存在較多盲點：碳傳遞與擴(kuò)散模

2、型的建立不精確;表面碳通量確定困難；滲碳工藝的控制依靠模擬仿真軟件，但仿真軟件的開發(fā)缺乏相應(yīng)的基本參數(shù)數(shù)據(jù)庫。論文以大量滲碳試驗為基礎(chǔ)，優(yōu)化計算了幾種常見鋼的碳擴(kuò)散系數(shù)(D)和奧氏體飽和碳濃度(Cs),以及測量了它們的奧氏體晶粒臨界長大溫度，并提出了飽和滲碳碳化物移動的碳傳遞擴(kuò)散模型，以此模型研究了飽和滲碳的表面碳通量，最后在上面參數(shù)研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了簡易的真空滲碳工藝模擬軟件，結(jié)果表明： 1.20Cr的擴(kuò)散系數(shù)表達(dá)式為0.1

3、3exp(-32401.5/1.987/T)，20CrMnTi的擴(kuò)散系數(shù)方程為0.27exp(-34406.8/1.987/T)，Cr、Ti等合金元素的加入能提高擴(kuò)散激活能和降低碳在奧氏體中的飽和碳濃度。 2.以晶粒度級別5級作為標(biāo)準(zhǔn)，20Cr在950℃加熱4h晶粒出現(xiàn)粗化，20CrMnTi在1040℃部分特殊晶粒出現(xiàn)異常長大。而20鋼在920℃晶粒就已經(jīng)很粗大了,說明Cr,Ti等合金元素的加入能細(xì)化奧氏體晶粒。 3.利