Химия - Гомогенизация (металлургия)

06 мая 2011


Оглавление:
1. Гомогенизация (металлургия)
2. Механизм



Феноменология

При гомогенизации происходит растворение избыточных фаз, выравнивание химического состава.

Термодинамика

G = H − TS

При гомогенизации главная движущая сила - увеличение энтропии. Понижение энтальпии связано с тем, что растворяются избыточные фазы, имеющие повышенную энергию.

Кинетика

Основной механизм - диффузия, соответственно поток диффузии пропорционален градиенту концентрации:

,

где J - диффузионный поток, c - концентрация примеси. Чем больше градиент концентрации, тем быстрее будет проходить гомогенизация. Все значимые изменения происходят в течение 1-2 часов. Скорость диффузии зависит от коэффициента диффузии:

.

Пути ускорения процесса:

1. Поднять температуру - не годится, чрезмерный рост зерна, опасность пережога.
2. D₀ и Q - характеристики материала, управлять ими не удастся.

Другой выход: гомогенизация на разные элементы требует разного времени. Чем меньше D₀ и больше Q у элемента, тем больше ему времени требуется на гомогенизацию. Углерод по сравнению с железом имеет Q в 2 раза меньше, а D₀ больше на 4 порядка. Абсолютное большинство легирующих элементов имеют D₀ меньше, а Q - больше. Скорость диффузии углерода на 5 порядков больше, чем скорость диффузии металлических атомов, в результате сталь гомогенизируется по углероду в течение 1-2 секунд при охлаждении. Отсюда 2 следствия:

1. Углеродистые стали не гомогенизируют.
2. Гомогенизируют легированные стали на атомы, растворенные по типу замещения.

Просмотров: 2444

<<< Гетерогенизация во время гомогенизации

Деформация >>>