扩散与相变计算题.pdf

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1、金属中的扩散与相变2010硕士10班13.扩散习题课和复习34567891011121314151617扩散方程的误差函数解应用例一例一：有一20钢齿轮气体渗碳，炉温为927℃，炉气氛使工件表面含碳量维持在0.9％C,这时碳在铁中的扩散系数为D＝1.28x10－11m2s-1,试计算为使距表面0.5mm处含碳量达到0.4%C所需要的时间?解：可以用半无限长棒的扩散来解：18扩散方程的误差函数解应用例二例二：上例中处理条件不变，把碳含量达到0.4％C处到表面的距离作为渗层深度，推出渗层深度与处理时间之间的关系，层深达到1.0mm则需多少时间?解：因为处理条件不变在温度相同时，扩散

2、系数也相同，因此渗层深度与处理时间之间的关系：因为x/x=2，所以t/t=4，这时的时间为212134268s=9.52hr19例1：含0.20%碳的碳钢在927℃进行气体渗碳。假定表面C含量增加到0.9%，试求距表面0.5mm处的C含量达0.4%所需的时间。已知D=1.28×10-11m2/s972解：已知c，x，c，D，c代入式得s0xerf（）=0.7143查表得erf（0.8）=0.7421，erf（0.75）=0.7112，用内差法可得β=0.755因此，t=8567s=2.38h20例2：渗碳用钢及渗碳温度同上，求渗碳5h后距表面0.5mm处的c含量。解：已知c，x

3、，c，D，t代入式得s0（0.9%-c）/0.7%=erf（0.521）=0.538xc=0.52%x与例1比较可以看出，渗碳时间由2.38h增加到5h，含0.2%c的碳钢表面0.5mm处的c含量仅由0.4%增加到0.52%。217－8C、N、H在体心立方铁中的扩散激活能分别为84、75和13kJ/mol，试对此差异分析和解释。答：C、N、H一般以固溶的方式存在于体心立方铁的点阵空隙中，它们通过间隙位进行扩散。因而此时影响扩散活化能的主要因素是它们的原子尺寸。元素CNH原子半径(A0)0.770.710.46所以随着原子半径的减小，扩散活化能减小。222324252627考题一

4、．名词解释二．简答题三．计算题四．叙述题28谢谢大家！谢谢大家！29