气体氮化怎样降低氨分解率/

jackson

孤鸿踏雪 发表于 2012-5-30 11:16
你提出的问题很绕口 ：
    1.“不知道炉压增大后, 这个进入炉堂的氨气是否会有变化? ”
   

我的理解是这样的:

进入炉膛的量是由流量计控制的, 和炉压的大小没有关系(不知道这样理解是否正确?)

那么实际工件能够吸收的量是不是很少的呢? 如果可以忽略不计的话, 那么炉压升高后和流出的气体量没有关系, 即流入的量=流出的量. (但是大家有没有算过呢? 到底有多少量是被工件吸收后形成氮化层的, 这也将决定是否可以忽略不计?)

孤鸿踏雪

jackson 发表于 2012-5-30 14:57
我的理解是这样的:

进入炉膛的量是由流量计控制的, 和炉压的大小没有关系(不知道这样理解是否正确?)

    1. “进入炉膛的量是由流量计控制的, 和炉压的大小没有关系(不知道这样理解是否正确?)”
    我的回答：正确。

    2.“那么实际工件能够吸收的量是不是很少的呢? 如果可以忽略不计的话, 那么炉压升高后和流出的气体量没有关系, 即流入的量=流出的量. (但是大家有没有算过呢? 到底有多少量是被工件吸收后形成氮化层的, 这也将决定是否可以忽略不计?)”
    关于这个问题，请你看以下描述：
    无论在炉子的工作室中，还是在靠近被处理的钢件表面，都能进行氨的分解。氨分解时气体介质中原子状态的氮，很快复合成分子而不参与钢的渗氮。
    氨分解时，在钢与饱和介质边界处生成的原子氮被吸附在被处理零件的表面上，并扩散到金属晶内部。

    了解构成化合物层和扩散层实际所需的NH3耗量可能是很有益的，估计表明，为在1㎡表面产生1μm厚的化合物层，1L的氨已足够。因此，10㎡表面上产生15μm厚的ε化合物层大约需要15L的氨。对于一般渗氮及氮碳共渗实际所输送的气体总量来说，这只占很小一部分。即供给的氨大部分在炉料上未裂解就重新离开炉子，而其余一部分也未在炉料上分解。根据上述不平衡可清楚地得出：在炉料上分解的氨大部分不对炉料渗氮而形成氮气（排出）。
    人们从高合金材料及渗氮钢可以看到，对通常形成扩散层所需的氮和为此所需的氨并形成化合物层需要量要少得多。估计说明，在1㎡表面上获得0.01mm的扩散层，平均有1L就足够，甚至10㎡表面上，形成0.50mm的渗氮层深时，氨的总量不大于250L，在碳钢的氮碳共渗中，扩散层所需氨量与化合物层所需氨量相比甚至可以被忽略。

jackson

孤鸿踏雪 发表于 2012-5-30 15:29
1. “进入炉膛的量是由流量计控制的, 和炉压的大小没有关系(不知道这样理解是否正确?)”
    我的回 ...

谢谢杨工的详细解答!

我现在是这样想的, 如果分解率不变, 那么流入量=流出量(即换算成NH3分子的量相等).  但是如果分解率有变化时,虽然总的NH3分子的量相等, 但是实际组成的百分比有区别(即NH3, N2, H2比例有区别).

总结一下: 看了上述大家的观点, 绝大多数人觉得炉压对分解率没有影响.  即炉压增大, 排气口的NH3, N2, H2比例维持不变.

hfslf

现在炉罐材质对氨气分解率影响最大，说一点我个人的体会，我以前在南京一家做氮化炉很有名的电炉厂做热处理工艺调试工作，十几年前炉罐的材质是321的，那时新炉子氨气分解率太低根本点不着火（氨气流量已经很小了）必须放金属铁屑，氨气才有分解率，炉罐用好多年氨气的流量还是很小。近几年同样是321的材质，新炉子用不到几炉氨气分解率高的无法控制，这几年根本不敢用321的，而改用其他材料做炉罐。温度对氨气分解率影响还是比较敏感的，炉压在实际应用中对氨气分解率影响几乎可以忽略，相他这种情况高温退氮效果也不会太理想，用不了2、3炉氨气分解率又会快速反弹。

浪翻云

jackson：“我现在是这样想的, 如果分解率不变, 那么流入量=流出量(即换算成NH3分子的量相等。”

这句话是错误的。

浪翻云

jackson：“我现在是这样想的, 如果分解率不变, 那么流入量=流出量(即换算成NH3分子的量相等。”
这句话是错误的。

请不要误解，我在前面的帖子：“氨气一定的情况下，通过调节阀门来变化炉压，当稳定后，进气量和出气量与未调节之前是一样的。”
说法是“出气量”是不变的，而不是“进气量=出气量”。
其实，抱歉的是“出气量”是不变的，这个说法也欠妥。我认为应该是出气量近似不变的。理由有二：
1，渗氮炉不是一个封闭的理想气体状态容器，而是一个流动的容器，而且置换频率较高一般2~4次/h，甚至更高；
2，如果把炉内气氛，微积分化，那么炉压的变化影响分解率降低，可是炉压的变化量相对太小，不能对其造成明显影响。

但是一定炉压的保障，能够明显增大渗氮的效果，这点可以从微观上进行思考！

离哥

弱弱的问一下。楼主用的是什么材料。
氨分解率与材料也有一定的关系。570度的温度氨分解率要降下来，很困难。（猜想楼主是看的仪表温度吧。热电偶放在导风桶的外面）

擎邦制氮机

你炉罐顶部有风机吗？最好是变频调速的。进氨气的管子要放倒炉子底部。就没有问题了。

孤鸿踏雪

szkingsb 发表于 2012-7-19 15:10
你炉罐顶部有风机吗？最好是变频调速的。进氨气的管子要放倒炉子底部。就没有问题了。

    请解释一下：炉顶部的搅拌风机（循环风扇）为什么要做成变频调速的？