Особенности диффузии углерода при плазменном электролитическом науглероживании низкоуглеродистых сталей

Abstract

Посвящена оценке коэффициента диффузии углерода с использованием толщины мартенситного слоя после плазменной электролитической цементации в различных электролитах с последующим гашением. Коэффициент диффузии углерода был рассчитан путем решения задачи диффузии для полубесконечного тела в зависимости от толщины мартенситного слоя, который измерялся с помощью оптического микроскопа. Эффективные коэффициенты диффузии углерода в воздухе определяли по структуре мягкой стали, содержащей оксидные и мартенситные слои. Максимальный коэффициент диффузии при температуре науглероживания900 °С составляет 2,3 ? 10–7 см2/с для обработки в электролите на основе ацетона в течение 1 мин. Полученные значения были сопоставимы с расчетными результатами по толщине перлитного слоя после анодно-плазменного электролитического науглероживания, а также с данными измерений распределения концентрации углерода в науглероживаемом слое после катодного насыщения. Было подтверждено влияние оксидного слоя, ингибирующего диффузию углерода и возможность регулирования его толщины путем изменения концентрации хлорида аммония, который обеспечивает анодное растворение стали. Было установлено, что опубликованные значения коэффициентов диффузии углерода при плазменном электролитическом науглероживании относятся к различным конструкциям, характеристики и свойства которых зависят от состава рабочей среды электролита и условий обработки.