锡原子在碳钢表面的热扩散分析

发布时间：2022-01-08 07:29

　　研究了310℃时液态锡向25、35钢表面的热扩散行为。结果表明:随时间的增加,进入碳钢表面的锡原子扩散层厚度增大。活化锡原子与25钢、35钢基体铁原子的反应速率（k）分别为0.153、0.0956 min-1,为准一级反应。随着锡原子扩散量的增加,扩散层系统化学势（-Δμ）逐渐减小,稳定性降低。25钢界面的化学势（-Δμ）远低于35钢,锡原子易于向25钢表面扩散;锡原子的扩散驱动力随化学势的降低而降低,说明锡原子沿其浓度降低方向扩散。含碳量高的35钢中含有性能稳定的渗碳体（珠光体）较多,抵消了锡原子向35钢扩散的较大驱动力。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(20)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同反应时间下25钢与锡扩散界面

不同反应时间下35钢与锡的扩散界面

为准确测定25钢、35钢界面成分，使用10%高氯酸+90%的乙酸溶液对其进行电解抛光，电压10V、电流0.1 A、时间20 s。之后使用扫描电镜配备的能谱仪对界面进行面扫描分析，如图3所示。可看出，锡（绿色）扩散进入碳钢（红色）表面后，形成黄色的铁锡扩散层；25钢表面黄色区域宽，35钢表面混合区域窄。碳钢基体在本试验的温度低于回复温度，铁原子为难以扩散的不活泼元素,因此仅是具有足够能量的液态锡原子向碳钢表面扩散。对碳钢表面进行线扫描检测，以不活泼的铁元素为研究对象，分析锡向碳钢的扩散厚度。图4中左侧铁元素含量较高的部分与右侧铁元素含量为零之间的距离，为锡原子扩散进入碳钢基体的厚度。

【参考文献】：
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本文编号：3576143