The Influence of Carburizing Parameters on Carbon Transfer Coefficient

Definition of coefficient of carbon transfer in European Standard (EN 10052) is presented as: "Mass of carbon transferred from carburizing medium into the steel, per unit surface area per second for a unit difference between the carbon potential, and actual surface carbon content". In this paper, a model is presented of carbon transfer from endothermic atmospheres to carbon steel. The carbon transfer coefficient values were determined experimentally by the foil technique and on specimens, taking into account the following parameters: chemical composition of atmospheres, carbon potential, temperature and time of the carburizing process. Some examples of the variation of the carbon transfer coefficient for two steps of the carburizing process, including soaking before quenching, are given, based on results obtained. The effect of carbon transfer coefficient on carbon content at the steel surface is given.

气体渗碳数学模型及物理参数的计算

建立了平面、圆柱面和球面工件气体渗碳数学模型 :cτ=D 2 cx2 +shape(x -R0 )cx ,碳的扩散系数取为温度和含碳量的函数 :D =D0 4exp[-Q RT -B(0 4-c) ];碳的传递系数取为温度的函数 :β =β0 exp(-E RT) ;内边界条件为固定碳量 ;碳势和温度取为时间的线性函数。给出了基于渗碳结果计算物理参数的数学模型。结果表明 ,将碳的扩散系数取为温度和碳的质量分数的函数 ,传递系数取为温度的函数以及通过测试渗碳后的碳浓度值计算扩散系数和传递系数中的 5个常数 ,对提高模拟计算结果的正确性非常必要。

平面、圆柱面和球面的气体渗碳数学模型

建立了包括平面、圆柱面和球面在内的统一的气体渗碳数学模型 :Cτ=D(2 Cx2 +shape(x -R0 )Cx) ,并将碳的扩散系数作为温度和含碳量的函数表示为D =D0 .4 exp(-Q/RT -BC(0 .4 -C) ) ;将碳的传递系数作为温度的函数表示为 β =β0 exp(-E/RT) ;内边界条件为含碳量是固定值 ;碳势和温度视为时间的线性函数。结合按此模型的模拟计算 ,讨论了表面形状、扩散系数和传递系数中有关参数对碳浓度分布的影响规律。

固体渗碳碳势的探讨

用不含及含１０％Ｎａ２ＣＯ３的粉末渗剂对不同厚度的低碳钢试样进行了固体渗碳。结果得出两种渗剂以活度表示的碳势ａｐ均为１。根据实测的渗层含碳量用自行编制的软件计算了９２０℃渗碳的传质系统β，得出纯木炭粉β为０５０×１０－４ｍｍ／ｓ；含１０％Ｎａ２ＣＯ３的粉末渗剂β为３３×１０－４ｍｍ／ｓ。由此可以认为，固体渗碳剂的活性取决于β而与ａｐ无关。

流态化渗碳碳传递系数试验研究及数学模型

以丁烷加空气为流态化渗碳气源，系统试验研究了流态化渗碳温度、气氛碳势、刚玉粒径及表观流态化速度等对碳传递系数的影响。利用单纯形方法回归建立了不同条件下流态化渗碳碳传递系数数学模型和综合影响因素数学模型，试验验证表明，该数学模型具有较高的拟合精度。

快速压力渗碳工艺及其机理分析

介绍了快速压力渗碳工艺,并对其机理进行了分析。提高渗碳炉内压力,可提高气氛中的碳势,增大工件表面对活性碳原子的物理吸附速度,同时也可提高内扩散速度,从而提高此工艺的渗碳速度,缩短渗碳时间,提高生产效率。

关于渗碳速度的研究

在生产实践中 ,研究了各种渗碳工艺方法的渗碳速度 ,获得了完整的数据 。

关于活性炭吸附容积传质系数求解公式的探讨

本文从活性炭表面液膜内的物质传递规律出发，通过适当的假定及变量统一，推导出表征活性炭吸附性能的容积传质系数求解公式。得到的容积传质系数单位是ｋｇ／ｓ．ｍ３＝ｇ／ｓ．ｄｍ３。利用所求得的数据，在传质单元高度及吸附带宽度计算中得到恰当的数量级，为容积传质系数的确定提供新的途径。本文作者通过对厌氧污泥吸附试验结果的分析，进一步证明了所推导公式的可靠性。

气体渗碳过程中表面碳浓度增长规律及传递系数β的探讨

从动力学角度研究了气体渗碳过程中表面碳浓度增长的规律;得出了气体渗碳过程属于界面反应和扩散的混合控制型的结论;讨论了碳传递系数β值的测定。

碳传递系数β值的测定及应用

本文采用“钢箔法”测定了煤油＋甲醇，煤油＋空气两种渗碳气氛的碳传递系数，β阐述了实验过程及β值的测定方法，从而获得了大量实验数据，对加快气体渗碳的速度，缩短渗碳时间有重要意义。

循环流化床锅炉气固两相流换热研究进展

循环流化床锅炉炉内床料粒度分布较宽,气固流动属于多流态复合流动,传热过程更加复杂。分析了气固两相流在不同流态下对流换热的共性机理,总结了气固两相流动换热的影响因素、机理模型及数值模拟工作,归纳了固相对流换热、气相对流换热和辐射换热3种气固两相流传热机理的计算方法。气流速度、颗粒粒径、床层压力和温度等是影响传热的重要因素,颗粒运动特性和颗粒浓度分布对循环流化床锅炉炉内换热至关重要。在今后研究中,应针对宽筛分颗粒进一步完善现有计算模型。优化循环流化床锅炉气固两相流动换热效率,提高能源利用率,对实现碳达峰、碳中和战略目标具有重大意义。

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。