基于HSC-Chemistry的316L包埋渗铬过程热力学分析

利用HSC-Chemistry热力学软件探究了包埋渗铬过程中活性铬原子的产生机理和工艺条件对活性含铬物质的影响,并解释了催渗剂的选择和铬原子的扩散方式。结果表明:纯铬在高温下具有很低的饱和蒸汽压,必须借助渗铬剂来增加渗铬过程中的铬势;对比三种卤化铵催渗剂(NH_(4)Cl、NH_(4)Br、NH_(4)I),NH_(4)I有着最高的活性含铬物质的生成量和生成速率;高温下的实质渗铬物质为CrI,且温度升高或者压强减小均可使得活性CrI的生成量增加,在1050~1150℃范围内,CrI的生成量差别不大;由活性CrI最终在基体表面形成活性Cr原子的反应为Fe的置换反应和H2的还原反应,自身的热分解反应在热力学上不可行;高温下,铬的扩散方式为沿晶界的空位扩散,随温度升高,空位浓度增加,1150℃下单位体积奥氏体γ-Fe中的空位数约为1000℃下的5倍。