对ymptc（2011-9-15）帖中“…图6.6-20…”的几点看法

wya-8

对ymptc（2011-9-15）帖中“…图6.6-20…”的几点看法




1.热处理技术手册-p799“图6.6-20”是经过处理的很不完整的图；
2.图下面的数据： 时间=0565min  表面=0.81 c%  深度=1.52 mm  如果按这些参数计算/测定, 此渗碳工艺的渗速为一般;
3.曲线2、3 删除了调整期温度、气相的变化记录。       

ymgptc

据潘教授关于动态碳势的介绍：
曲线3炉气碳势记录曲线，是连续动态调节炉气碳势的实时曲线，其目的就是使零件表面碳浓度保持在某设定值。即曲线4 工件表面碳含量在动态调节部分恒定。


至于，您提到的总用时。这正是我疑惑的地方。原来潘教授所说的渗碳初期炉气保持高碳势（炭黑析出临界值），当零件表面碳浓度达到饱和，即进入动态调节阶段。为什么上图的实时炉气曲线显示最高碳势只不过才1.2，且零件表面碳浓度才1.15左右。相对于其930℃下饱和浓度还差很多。也正因为其最高炉气碳势1.2，才使得渗碳用时跟常规渗碳用时差不多。

wya-8

4.  在实际生产中，在炉气调整期和渗碳初期（曲线3 工件表面含碳量曲线急极升高段）要消耗大量的渗碳剂（其瞬时消耗量与时间成反比）而且还与炉内状态、炉子容积、零件表面积（此项可以计算渗碳剂瞬时消耗量）有关，是渗碳过程中第一个不稳定阶段(此时一般调节器应关闭,即使采用PID也有一个震荡期)。虽然图6.6-20删除了升温期炉气调整期温度和气相变化，但是曲线3 工件表面含碳量曲线急极升高段，已保持了稳定的气相，从理论上好像有点说不通。
   根据本人对φ10 试棒 （20CrMnTi  930℃ 渗碳和17CrNiMo6  900℃渗碳）称重法测定表面含碳量的大量数据，图6.6-20曲线3 工件表面含碳量曲线急极升高段，炉气碳势仅Cp≈1.25%,工件表面含碳量达Cs≈1.15%，是不可能的。
有不对处望指正。（续待）

wya-8

5. 图6.6-20中第二个不稳定区在温度曲线降至≈910℃区开始，此时Cp≈1.08%、Cs≈1.15%, Cp急速下降，可控性；而Cs下降几乎无可控性。因为零件表面碳势（确切的说表面层的碳势）从1.15%下降到1.05%即碳势下降0. 1%其有效可用C量很大，零件表面积愈大，有效可用C量愈大，可以说此时边界渗碳层已成了渗碳剂；边界层脱碳需要时间（平衡时间），图中急速下降工件表面碳势几乎是做不到的。
6. 曲线2 温度变化曲线，降温至均温温度≈880℃，或直接淬火或在某一气体中冷却，此工艺不被视为优化，二次加热要保证工件（不磨削齿面）表面含碳量是困难的。
7. 图下面的数据与上图几乎无法连接。
以上不对处望指正。

Jasen

此图显示的并不是实时参数记录曲线，P799图下文字说明及图下侧 “图6.6-20 计算机控制系统自动进行渗碳过程模拟和优化” 的注解都说明这个图是根据材料、热处理工艺和零件尺寸等参数进行计算机模拟的结果。
我认为此图容易产生误解的是横坐标标注的是零件表面至芯部的距离，并没有列出时间坐标，从图下的总时间565分种可以推算出图中横向的一格应为100分种左右。另外，这个模拟图也没有将升温段考虑在内，起始点就为强渗段。
这样，图中反应的当炉气碳势为1.25C%时,工件表面含碳量达到1.15C%大概耗时是60分种左右。
从曲线中可以看出炉气碳势从1.08下降至0.75的时间为10分种左右，从设备控制上这点是可以做到的。但是零件表面碳浓度在相同的时间内同时下降很难达到。

Jasen

短信无法上传图片，下面是我模拟的结果，请比较与您的模拟结果的区别。
程序模拟结果：

运行15分种的结果

运行25分种的结果

运行45分种的结果

Jasen

运行55分种的结果

下列三图分别是运行87，95，100分种后的结果，表面含碳量基本保持在1.20左右。