稀土催渗渗碳能提高Harris公式d = Φ√t 中的系数Φ值吗？

wya-8

稀土催渗渗碳能提高Harris公式：d = 802.6√t / 10 ^（3720/T)  简化为： d =  Φ√t 中 的系数Φ值吗

For normal carburizing (saturated austenite at surface while at temperature).







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chaijiadashao

楼主没做过实验吗？

孤鸿踏雪

        个人认为，哈里斯（Harrs公式）方程式，是不可能用于采用催渗技术的渗碳工艺参数的设计计算的

wya-8

不讨论能不能应用、设计、计算,好吗？

只讨论与Harris公式,.（Aug.1943， For normal carburizing)的Φ值进行比较。

因为这是与最先进的工艺数据进行比较；经过比较，便于对它有进一步认识。

比原工艺渗速提高15—25%，当然也ok.

wya-8

chaijiadashao 发表于 2015-8-11 13:25
楼主没做过实验吗？

我没有做过实验。

几年前，在大连旅馆与一位推广此技术工作者住同一间时了解了一点。

该项技术开发研究多年，有许多论文发表；许多工厂进行了试验，并在一些工厂已应用多年。

他们有感性与理性的认知。我没有做过实验，只能从他们的论文中等得到一点认知。

孤鸿踏雪

         不错，以哈工大为主导的稀土催渗技术已强力推介多年，我不怀疑这种技术本身，也不否认稀土的催渗作用，但现在的一些科技文献，太夸大其词，甚至一看那试验数据就是杜撰出来的，只要是在生产一线从事过试验检测的人，都会发现那些试验检测数据明显有刻意为夸大试验效果而剪辑修正的。
        坦率的讲，这是一项值得大力研究和推广的技术，只可惜，因为溶入了太多的商业元素，导致它的试验研究和推广抛弃了对稀土催渗机理的研究，和目前在试用过程中发现的问题解决上，从而导致不少人对它的真实效果发生逆反性的质疑

wya-8

只希望大家讨论催渗渗速问题。
因为我一直关心的是催渗渗速问题。
从2008-2-12我在rclbbs的第二个主题“将渗碳速度提高20%”，（设860℃渗碳Φ=0.40，Harris公式Φ=0.41，将渗碳速度提高20%,Φ=0.40×（1＋20%）＝0.48），实际上是用任何催渗渗碳方法都不可能做到的一个帖子。（请见<常用材料化学热处理的渗速问题>2008-5-8 的回帖）

孤鸿踏雪

wya-8 发表于 2015-8-13 22:11
只希望大家讨论催渗渗速问题。
因为我一直关心的是催渗渗速问题。
从2008-2-12我在rclbbs的第二个主题“ ...

            看看这篇文章的真实性及可信度

wya-8

孤鸿踏雪 发表于 2015-8-14 10:38
看看这篇文章的真实性及可信度

谢谢您提供的文章：《稀土渗碳技术在连续式渗碳上的应用》 汽车工艺与材料 AT&M 2010.第7期
                   http://www.doc88.com/p-7929831554188.html

  “稀土渗碳渗速”
  “原渗碳工艺推料周期38 min.，采用稀土渗碳工艺推料周期30min。
   缩短推料周期8min，提高渗碳速度 （8/38=）21%。”
   稀土渗碳可以提高渗碳速度的原因是…碳原子的传递系数β和扩散系数D 大幅度提高，从而有效地提高了渗碳速度”

以下我的看法，不对处请指正。
   1. 传递系数β（cm/s)和扩散系数D(cm²/s)都是通过试验得到的。(J=β（Cp-Cs)   g/cm²·s, J=-D_cdc/dx, g/cm²·s) ;  Harris 公式中系数Φ也是通过试验得到的。系数Φ的单位是  cm/ s^-1/2 , Φ值现场很容易计算的。
     如果 “碳原子的传递系数β和扩散系数D 大幅度提高”，那么系数Φ一样大幅提高。
     经计算：本例稀土渗碳工艺 Φ=0.62。（强渗Ⅱ Cp=1.2—1.4%C, 925--930℃×3 h）
     Harris 公式中系数Φ=0.63（925℃），（在Cs达到饱和奥氏体条件下）

   本例稀土渗碳技术没有提高Harris公式中的系数Φ值，或者说处在同一级别。
   常用渗碳剂渗碳期只要高Cp 、高Cs,扩散期控制Cp，可以达到Φ=0.62。现在，现场浅层渗碳工艺很容易≈Φ值。


   2.  http://www.doc88.com/p-9146103301893.html
        稀土催共渗与高浓度渗碳技术    热处理装备与技术 Vol.27 No.4 Apr. 2006

⑴．在渗碳和扩散温度为920℃的情况下，碳势从Cp=0.7%变动到Cp=1.0%时，渗速没有明显变化，加入稀土渗剂作用不大
⑵．加入稀土催渗剂后进行渗碳，碳势Cp在1.25～ 1.45%的情况下，强渗期前2小时渗速相当快，K值可达0.6～0.7
⑶．当碳势过高时，渗碳试样表面出现碳黑（没有加入稀土催渗剂Cp＞1.6%加入稀土催渗剂Cp＞1.75%）强渗2小时后取样，渗速都明显减慢。

     http://www.doc88.com/p-2022469331476.html
        低温稀土高浓度渗碳研究    机械设计与制造  1992 No4

       “860℃及880℃渗碳速度比原工艺920℃仍然略低”。
  
    采用常用渗碳渗剂 较好的渗碳工艺 渗碳速度与稀土催渗等技术渗碳速度 is the same level.

wya-8

wya-8 发表于 2015-8-14 17:15
谢谢您提供的文章：《稀土渗碳技术在连续式渗碳上的应用》 汽车工艺与材料 AT&M 2010.第7期

  “稀土 ...

十分明显，原工艺渗碳期Cp比稀土催渗工艺低，渗碳气氛的停留时间(可以计算）比稀土催渗工艺的停留时间长很多，所以原工艺的渗碳速度较低。

wya-8

wya-8 发表于 2015-8-14 17:47
十分明显，原工艺渗碳期Cp比稀土催渗工艺低，渗碳气氛的停留时间(可以计算）比稀土催渗工艺的停留时间 ...

若原渗碳工艺调整一下2区、3区Cp与流量（请见下图）,可能会提高渗碳速，与稀土催渗工艺渗碳速度的差距＜10%，甚至达到同一级别。

即使强渗期Cpl略低于（somewhat less than)奥氏体溶碳极限，只要流量足够大（渗碳气氛的停留时间即减少），渗碳速度会明显增加。

。

原工艺见  http://www.doc88.com/p-7929831554188.html

不对处请指正。

wya-8

wya-8 发表于 2015-8-15 00:47
若原渗碳工艺调整一下2区、3区Cp与流量（请见下图）,可能会提高渗碳速，与稀土催渗工艺渗碳速度的差距 ...

甲醇以40ml/min的输入速度，渗碳气氛中CH₄%有什么变化？
甲醇以40ml/min的输入速度的概念，如果用井式渗碳炉的滴注器是一条细（液体）流，（数滴数的工艺只能用流量计测定流量转换）。
请看书上有关这段叙述的照片：

CH₄%超过吸热式气氛的平衡含量，CO、CH₄同时参加渗碳反应，只用单参数CO₂、O₂控碳仪要作修正。
http://www.doc88.com/p-2022469331476.html 《低温稀土高浓度研究》文中有气氛成分测定：

本人操作60kw气体渗碳炉多年，滴速从80-120-140滴/min增加至4-25ml/min, 气体成分，压力，火焰高度，渗碳速度等有明显变化，Φ值从0.4增加到0.5-0.65。为了说明问题恕我发一组图片。

渗碳期40%酒精+60%煤油，炉气CO%、CO2%稳定，虽Cp l略低，但滴入量大，渗碳气氛停留时间短（即循环次数多）工艺Φ值接近Harris公式Φ值。

wya-8

我的结论：（不对处请指正）

稀土等催渗技术渗碳速度的提高，只是一项高碳势渗碳、大滴量渗碳工艺技术的应用；与稀土、催渗剂无关。


因为，渗碳层计算公式有一减项S.

         At = K √t － S (mm)      S ＝ D／β  (mm)

式中：At — 渗碳层深度 （mm) （按照DIN50190，经过渗碳碳氮共渗淬火处理的零件的渗碳深度Eht为表面与表层下极限硬度为HV550处的垂直距离。

( 图表中有 K、温度、心部含碳量、C_P、C_L )
&#8226;摘自 U.Wyss 《结构钢与工具钢热处理》 p143

伯龙马

    确实稀土催渗技术多有报道，后续研究也有……无论如何，有自己的东西（楼主本人操作60kw气体渗碳炉多年，滴速从80-120-140滴/min增加至4-25ml/min, 气体成分，压力，火焰高度，渗碳速度等有明显变化，Φ值从0.4增加到0.5-0.65。为了说明问题恕我发一组图片。略）和观点（稀土等催渗技术渗碳速度的提高，只是一项高碳势渗碳、大滴量渗碳的应用技术。）就好。

aifeisky

我在下面简单介绍稀土技术的PPT里面看到一句话，“可以说采用稀土渗碳的关键技术是有效设置渗碳碳势。要有效的发挥稀土催渗效果，并提高渗碳质量，在工艺中就必须设定比常规渗碳碳势要高的渗碳碳势，以满足渗速提高所需要的碳浓度。 ”这和您的结论应该是一致的吧。（该PPT里面有某稀土公司名称，声明不是做广告的，只是在网络上找到的。）

伯龙马

      
    推荐的“稀土催渗原理与工艺控制.”详读了，与以往对这些方面的认识差不多。谢谢复习了。

wya-8

  repeat   只讨论渗速问题  thx
如果稀土等催渗技术能做到 采用常规碳势、常规滴速渗碳，能大幅度提高传递系数β和扩散系数D、大幅度提高渗速的话，否则只能说明稀土等催渗技术渗碳速度的提高是搭了高碳势渗碳技术的顺风车

不对请指正

dhzhou888

感谢王工的详细介绍，我没有这方面的经验，来学习的。

dhzhou888

有兴趣的朋友可以参考文献：闫牧夫，刘志儒，Bell Tom 《稀土对渗碳过程扩散系数和传递系数的影响》——中国稀土学报，2001,19（1）：9-11
我没有这个资料。

wya-8

dhzhou888 发表于 2015-8-23 00:33
有兴趣的朋友可以参考文献：闫牧夫，刘志儒，Bell Tom 《稀土对渗碳过程扩散系数和传递系数的影响》——中 ...

谢谢周工推荐这篇顶级论文。我用这个网站打开了这篇论文。
http://www.docin.com/p-855088481.html
我初步的看法：
1.用井式炉做试验，920℃常规渗碳,Cp=1.10%C, 18h, d=1.97mm, Φ=0.46，查书上图表应为K/Φ=0.53，比书上慢15%，用这个较慢的数据计算稀土渗碳扩散系数！结论是稀土渗碳的扩散系数D比常规渗碳的扩散系数D增加了50%。
2.900℃、880℃稀土渗碳的Φ值与书上图表K/Φ值相同。（ At = K √t － S (mm)      S ＝ D／β  (mm)
式中：At — 渗碳层深度 （mm) （按照DIN50190，经过渗碳碳氮共渗淬火处理的零件的渗碳深度Eht为表面与表层下极限硬度为HV550处的垂直距离。K值，请按图表查出)
3.试验测定的常规渗碳的传递系数β=115·10^-7cm/s，比吸热式气氛120·10^-7cm/s还低，书上甲醇/醋酸乙酯280·10^-7cm/s,试验得到的稀土渗碳只有250·10^-7 cm/s.  论文结论稀土渗碳介质传递系数β比常规传递系数β增加了117%
4.试验测定传递系数β的试样等论文中没有交代清楚。

不对处请指正。

ps  传递系数β无限大时， D / β  →  0