不銹鋼離子滲氮模型.pdf

1、現(xiàn)代化學熱處理生產(chǎn)中，為提高產(chǎn)品質量、節(jié)能和生產(chǎn)效率等，應用計算機實現(xiàn)生產(chǎn)自控日益廣泛。為此，在相應的基礎理論研究中，近年來國內外不斷涌現(xiàn)種種有關的數(shù)學模型。由于金屬化學熱處理是滲入元素由界面?zhèn)魅氩⒃诮饘俟腆w中擴散的過程，所以為提出可靠的數(shù)學模型，必須研究相應的擴散規(guī)律。 離子滲氮技術由于滲氮層性能好、生產(chǎn)周期短、工件變形小等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)上進行廣泛的應用。離子氮化已經(jīng)成功地應用在不銹鋼的表面強化方面，以提高其耐磨性與摩擦

2、學性能。離子滲氮能使?jié)B氮層表面氮濃度提高，提高滲氮效率，能產(chǎn)生強度高的滲氮層。氮化層的形成是由氮在基體中的擴散過程決定的，因此，建立滲氮模型及研究反應擴散和氮原子在內層中的擴散關系很有必要。 基于上述，首先對離子滲氮的基本原理、離子滲氮時擴散過程的特點進行了介紹，然后又對離子滲氮模型進行了闡述。在這些理論基礎上，本文所進行的理論分析如下： 1.用Fick第二定律推導出不銹鋼離子滲氮模型。 2．在不銹鋼

3、離子滲氮模型的基礎上得出反應擴散模型。氮原子在反應擴散相中的擴散系數(shù)是影響氮原子在內層相中擴散的因素。由Fick第二定律可知，擴散系數(shù)D和濃度梯度 是影響氮原子擴散速度的兩個最關鍵因素。 3．通過實例求質量分布關系，并用MATLAB語言將數(shù)據(jù)點進行函數(shù)擬合編程。通過擬和出來的曲線可知，本模型能描述滲氮過程的氮質量分數(shù)變化。 4．不銹鋼離子滲氮模型應用到奧氏體不銹鋼低溫等離子體滲氮上時，要考慮到在滲層形成的過程中：