用钢箔渗碳法测定β系数的问题和建议

用数值计算法模拟了钢箔的渗碳过程。根据模拟试验结果,按照钢箔渗碳试验的常用公式计算出工件表面传质系数β。结果表明,钢箔厚度、渗碳时间和钢箔的碳扩散系数对按常用公式计算的β系数值有明显的影响,该计算值总是小于模拟试验前的β系数设定值(即真值),而且随着钢箔中碳扩散系数的减小而减小。常用公式仅适用于钢箔的碳扩散系数为无限大的条件,否则所计算的β系数值是不正确的,并显示出受其他试验因素影响的虚假信息。常用公式的不当引用是造成长期来β系数的计算值不准确、可比性差的主要原因。根据钢箔渗碳方程的解析解,提出了新的计算β系数的方法,采用新方法可以求得接近真值的β系数,而且还能求得试验材料的碳扩散系数。

基于钢箔渗碳的碳传递系数的精确测定

提出了一种计算气体渗碳过程中碳传递系数的方法,结合钢箔渗碳试验获得精确的碳传递系数。利用Thermal Prophet软件模拟了钢箔渗碳过程。结果表明,渗碳过程中碳传递系数是钢箔表面碳浓度的函数,随表面碳浓度的增大而减小。当表面碳浓度从0.036%增加到1.03%时,碳传递系数下降79.4%。通过对比模拟结果和实测的碳浓度分布曲线证明了本文测定的碳传递系数优于其他经验公式。