基于饱和值调整法的真空低压渗碳工艺计算与验证

发布时间：2024-02-21 00:45

　　基于Fick第二定律与饱和值调整法,结合真空低压渗碳工艺控制过程,绘制了算法流程图,并利用数学计算软件编写了真空低压渗碳工艺计算程序,以20Cr钢为试验对象对该程序进行了验证。结果表明:基于饱和值调整法的真空低压渗碳工艺处理后,20Cr钢渗碳工艺总时间比传统方式约快240 s,渗碳时间节约600 s以上;渗碳工艺计算程序可以实现渗层深度的准确预测,且能满足产品的表面碳化物级别、组织形态等较高的技术要求。

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【部分图文】：

图1饱和值调整法中工件表面碳浓度变化图

饱和值调整法是一种理想的工艺控制路径，其基本过程为:在强渗期使奥氏体固溶碳并饱和，在扩散期使固溶了的碳向内部扩散达到目标要求值，通过调整渗碳、扩散时间比，达到控制表面碳浓度和渗层深度的目的。在饱和值调整法中，为了保证工件表面的碳含量始终比饱和值低，需将渗碳过程细分为多个小的渗碳期....

图2饱和值调整法的算法流程图

众所周知，渗碳过程符合Fick第二定律。假设碳在奥氏体中的扩散系数与碳浓度无关，得到一维线性二阶偏微分控制方程，见式(1)。求解方程时，外边界为第二类边界条件，见式(2);内边界为第一类边界条件，见式(3)。初始条件见式(4)。式中:C为碳浓度，是求解的未知量;D为扩散系数，与温....

图320Cr钢渗碳试样图

为了验证渗碳工艺计算的准确性，选用WZST45型真空低压渗碳炉对20Cr钢齿形试样进行渗碳气淬试验，渗碳气体为乙炔，试样尺寸?30mm×10mm，如图3所示。渗层深度根据GB/T9450—2005《钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》选用有效硬化层深(CHD)方法测定，得到....

图420Cr钢试样有效渗碳硬化层深度分布

图320Cr钢渗碳试样图4分析与讨论

本文编号：3904776