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第四?/p>

 

例题

 

1. 

设有一条内径为

30mm

的厚壁管道,

被厚度为

0.1mm

的铁膜隔开?/p>

通过向管子一端向?/p>

内输入氮气,以保持膜片一侧氮气浓度为

1200mol/m3

,而另一侧的氮气浓度?/p>

100mol/m3

。如

?/p>

700

℃下测得通过管道的氮气流量为

2.8

×

10

-4

mol/s

,求此时氮气在铁中的扩散系数?/p>

 

2. 

课本

P124

,例?/p>

 

3. Cu-Al

组成的互扩散偶发生扩散时,标志面会向哪个方向移动?/p>

 

4.

设纯

Cr

和纯

Fe

组成的扩散偶,扩?/p>

1

小时?/p>

Matano

平面移动?/p>

1.52

×

10

-3

cm

。已?/p>

C

Cr

=0.478

时,

ə

C/

ə

x=126/cm

?/p>

互扩散系?/p>

D=1.43

×

10

-9

cm

2

/s

?/p>

试求

Matano

平面移动速度?/p>

Cr

?/p>

Fe

的本征扩散系?/p>

D

Cr

?/p>

D

Fe

?/p>

(实验测?/p>

Matano

平面移动距离的平方与扩散时间之比为常数?/p>

?/p>

 

5. 

工业生产中经常采用渗碳的方法来提高钢铁零件的表面硬度。表面含碳量越高,钢的硬

度越高。例如将含碳?/p>

0.2%

的钢置于

Ws=1.3%

的气氛中渗碳

,

渗碳温度?/p>

927

?/p>

,

保温

10h,

已知

碳在

γ

?/p>

Fe

中的

Dc=2.21

×

10-7 cm²

·

s-1,

求:

(1) 

距表?/p>

x=0.04

㎝处的碳浓度

(1.0265%)

?/p>

(2)

若已

知渗层某处的碳浓度为

0.65%

?/p>

,

?/p>

x

?/p>

(0.104

?/p>

)

?/p>

 

6. 

对于同一扩散系统、扩散系?/p>

D

与扩散时?/p>

t

的乘积为常数。例如:已知

Cu

?/p>

Al

中扩

散系?/p>

D

,在

500

℃和

600º

C

分别?/p>

4.8

×

10-14m²

s-1

?/p>

5.3

×

10-13m²

s-1,

假如一个工件在

600º

C

需要处?/p>

10h,

若在

500º

C

处理?/p>

,

要达到同样的效果

,

需要多少小时?

 

7. 

对于钢铁材料进行渗碳处理?/p>

,x

?/p>

t

的关系是

t

?/p>

x²

。例如:假设对-

Wc=0.25%

的钢?/p>

进行渗碳处理

,

要求渗层

0.5

㎜处的碳浓度?/p>

0.8%,

渗碳气体浓度?/p>

Wc=1.2%,

?/p>

950º

C

进行渗碳

,

需?/p>

7

小时

,

如果将层深厚度提高到

1.0

?/p>

,

需要多长时间?

 

8 

钢在进行渗碳处理时,表面很快达到较高浓度,然后逐步向中间扩散,设在

1000

℃时?/p>

测得工件离表?/p>

1mm

?/p>

2mm

之间的碳浓度(原子浓度)?/p>

5at.%

降到

4at.%

,试计算碳原子在

该区域的流量?/p>

γ

-Fe

?/p>

1000

℃时密度?/p>

7.63g/cm

3

,扩散系?/p>

?

c

D

=

?/p>

2.0

×

10

-5

m

2

/s

)?

exp[(-142000J/mol)/RT]

?/p>

,

以原?/p>

/m

2

·

s

为单位?/p>

 

9. 

一?/p>

0.1%C

钢在

930

℃渗碳,渗到

0.05cm

的地方碳的浓度达?/p>

0.45%

。在

t>0

的全部时

间,渗碳气氛保持表面成分?/p>

1%

,假?/p>

?

c

D

=2.0

×

10

-5

exp(-140000/ RT) (m

2

/s), 

?/p>

1

)计算渗碳时

间;

?/p>

2

)若将渗层加深一倍,则需多长时间?(

3

)若规定

0.3%C

作为渗碳层厚工的量度,则?/p>

930

℃渗?/p>

10

小时的渗层厚度为

870

℃渗?/p>

10

小时的多少倍?

 

10. 

?/p>

0.85%C

的普碳钢加热?/p>

900

℃在空气中保?/p>

1

小时后外层碳浓度降到零。假如要?/p>

零件外层的碳浓度?/p>

0.8%

,表面应车削去多少深度?

 

[

?/p>

c

D

=1.1

×

10

-7

cm

2

/s

,参考课?/p>

P124

,公式(

4.9

?/p>

] 

11. 

钢在较低温度渗碳有一定优越性,淬火变形小又可得到较细的晶粒,并能延长炉子的

寿命。某人设想将渗碳温度?/p>

1000

℃降低到

900

℃,而将渗碳时间延长

10%

,即获得同样结果?

试分析这种设想是否正确?/p>

(已?/p>

?

c

D

=140kJ/mol

?/p>

?/p>

 

12. 

固态金属扩散的条件及影响扩散的因素有哪些?(固态金属中发生扩散需具备哪些?/p>

件?影响固态金属扩散的条件有那些??/p>

 

13. 

为什么钢铁零件渗碳温度一般选择?/p>

γ

-Fe

相区中进行?若不?/p>

γ

-Fe

相区中进行会有什

么结果?

 

14. 

说明扩散系数常数及扩散激活能的物理意义及其影响因素?/p>

 

15

.什么是科肯达尔效应,解释其产生原因,它对人们认识置换式扩散机制有什么作用?/p>

 

16. 

试比较间隙扩散和空位扩散两?/p>

D

表达式的区别?/p>

 

17. 

扩散第一定律跟扩散第二定律运用条件是什么?

 

18. 

奥氏体中碳原子扩散与铁原子扩散系数有何区别?

 

 

 

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第四?/p>

 

例题

 

1. 

设有一条内径为

30mm

的厚壁管道,

被厚度为

0.1mm

的铁膜隔开?/p>

通过向管子一端向?/p>

内输入氮气,以保持膜片一侧氮气浓度为

1200mol/m3

,而另一侧的氮气浓度?/p>

100mol/m3

。如

?/p>

700

℃下测得通过管道的氮气流量为

2.8

×

10

-4

mol/s

,求此时氮气在铁中的扩散系数?/p>

 

2. 

课本

P124

,例?/p>

 

3. Cu-Al

组成的互扩散偶发生扩散时,标志面会向哪个方向移动?/p>

 

4.

设纯

Cr

和纯

Fe

组成的扩散偶,扩?/p>

1

小时?/p>

Matano

平面移动?/p>

1.52

×

10

-3

cm

。已?/p>

C

Cr

=0.478

时,

ə

C/

ə

x=126/cm

?/p>

互扩散系?/p>

D=1.43

×

10

-9

cm

2

/s

?/p>

试求

Matano

平面移动速度?/p>

Cr

?/p>

Fe

的本征扩散系?/p>

D

Cr

?/p>

D

Fe

?/p>

(实验测?/p>

Matano

平面移动距离的平方与扩散时间之比为常数?/p>

?/p>

 

5. 

工业生产中经常采用渗碳的方法来提高钢铁零件的表面硬度。表面含碳量越高,钢的硬

度越高。例如将含碳?/p>

0.2%

的钢置于

Ws=1.3%

的气氛中渗碳

,

渗碳温度?/p>

927

?/p>

,

保温

10h,

已知

碳在

γ

?/p>

Fe

中的

Dc=2.21

×

10-7 cm²

·

s-1,

求:

(1) 

距表?/p>

x=0.04

㎝处的碳浓度

(1.0265%)

?/p>

(2)

若已

知渗层某处的碳浓度为

0.65%

?/p>

,

?/p>

x

?/p>

(0.104

?/p>

)

?/p>

 

6. 

对于同一扩散系统、扩散系?/p>

D

与扩散时?/p>

t

的乘积为常数。例如:已知

Cu

?/p>

Al

中扩

散系?/p>

D

,在

500

℃和

600º

C

分别?/p>

4.8

×

10-14m²

s-1

?/p>

5.3

×

10-13m²

s-1,

假如一个工件在

600º

C

需要处?/p>

10h,

若在

500º

C

处理?/p>

,

要达到同样的效果

,

需要多少小时?

 

7. 

对于钢铁材料进行渗碳处理?/p>

,x

?/p>

t

的关系是

t

?/p>

x²

。例如:假设对-

Wc=0.25%

的钢?/p>

进行渗碳处理

,

要求渗层

0.5

㎜处的碳浓度?/p>

0.8%,

渗碳气体浓度?/p>

Wc=1.2%,

?/p>

950º

C

进行渗碳

,

需?/p>

7

小时

,

如果将层深厚度提高到

1.0

?/p>

,

需要多长时间?

 

8 

钢在进行渗碳处理时,表面很快达到较高浓度,然后逐步向中间扩散,设在

1000

℃时?/p>

测得工件离表?/p>

1mm

?/p>

2mm

之间的碳浓度(原子浓度)?/p>

5at.%

降到

4at.%

,试计算碳原子在

该区域的流量?/p>

γ

-Fe

?/p>

1000

℃时密度?/p>

7.63g/cm

3

,扩散系?/p>

?

c

D

=

?/p>

2.0

×

10

-5

m

2

/s

)?

exp[(-142000J/mol)/RT]

?/p>

,

以原?/p>

/m

2

·

s

为单位?/p>

 

9. 

一?/p>

0.1%C

钢在

930

℃渗碳,渗到

0.05cm

的地方碳的浓度达?/p>

0.45%

。在

t>0

的全部时

间,渗碳气氛保持表面成分?/p>

1%

,假?/p>

?

c

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=2.0

×

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2

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1

)计算渗碳时

间;

?/p>

2

)若将渗层加深一倍,则需多长时间?(

3

)若规定

0.3%C

作为渗碳层厚工的量度,则?/p>

930

℃渗?/p>

10

小时的渗层厚度为

870

℃渗?/p>

10

小时的多少倍?

 

10. 

?/p>

0.85%C

的普碳钢加热?/p>

900

℃在空气中保?/p>

1

小时后外层碳浓度降到零。假如要?/p>

零件外层的碳浓度?/p>

0.8%

,表面应车削去多少深度?

 

[

?/p>

c

D

=1.1

×

10

-7

cm

2

/s

,参考课?/p>

P124

,公式(

4.9

?/p>

] 

11. 

钢在较低温度渗碳有一定优越性,淬火变形小又可得到较细的晶粒,并能延长炉子的

寿命。某人设想将渗碳温度?/p>

1000

℃降低到

900

℃,而将渗碳时间延长

10%

,即获得同样结果?

试分析这种设想是否正确?/p>

(已?/p>

?

c

D

=140kJ/mol

?/p>

?/p>

 

12. 

固态金属扩散的条件及影响扩散的因素有哪些?(固态金属中发生扩散需具备哪些?/p>

件?影响固态金属扩散的条件有那些??/p>

 

13. 

为什么钢铁零件渗碳温度一般选择?/p>

γ

-Fe

相区中进行?若不?/p>

γ

-Fe

相区中进行会有什

么结果?

 

14. 

说明扩散系数常数及扩散激活能的物理意义及其影响因素?/p>

 

15

.什么是科肯达尔效应,解释其产生原因,它对人们认识置换式扩散机制有什么作用?/p>

 

16. 

试比较间隙扩散和空位扩散两?/p>

D

表达式的区别?/p>

 

17. 

扩散第一定律跟扩散第二定律运用条件是什么?

 

18. 

奥氏体中碳原子扩散与铁原子扩散系数有何区别?

 

 

 

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第四?/p>

 

例题

 

1. 

设有一条内径为

30mm

的厚壁管道,

被厚度为

0.1mm

的铁膜隔开?/p>

通过向管子一端向?/p>

内输入氮气,以保持膜片一侧氮气浓度为

1200mol/m3

,而另一侧的氮气浓度?/p>

100mol/m3

。如

?/p>

700

℃下测得通过管道的氮气流量为

2.8

×

10

-4

mol/s

,求此时氮气在铁中的扩散系数?/p>

 

2. 

课本

P124

,例?/p>

 

3. Cu-Al

组成的互扩散偶发生扩散时,标志面会向哪个方向移动?/p>

 

4.

设纯

Cr

和纯

Fe

组成的扩散偶,扩?/p>

1

小时?/p>

Matano

平面移动?/p>

1.52

×

10

-3

cm

。已?/p>

C

Cr

=0.478

时,

ə

C/

ə

x=126/cm

?/p>

互扩散系?/p>

D=1.43

×

10

-9

cm

2

/s

?/p>

试求

Matano

平面移动速度?/p>

Cr

?/p>

Fe

的本征扩散系?/p>

D

Cr

?/p>

D

Fe

?/p>

(实验测?/p>

Matano

平面移动距离的平方与扩散时间之比为常数?/p>

?/p>

 

5. 

工业生产中经常采用渗碳的方法来提高钢铁零件的表面硬度。表面含碳量越高,钢的硬

度越高。例如将含碳?/p>

0.2%

的钢置于

Ws=1.3%

的气氛中渗碳

,

渗碳温度?/p>

927

?/p>

,

保温

10h,

已知

碳在

γ

?/p>

Fe

中的

Dc=2.21

×

10-7 cm²

·

s-1,

求:

(1) 

距表?/p>

x=0.04

㎝处的碳浓度

(1.0265%)

?/p>

(2)

若已

知渗层某处的碳浓度为

0.65%

?/p>

,

?/p>

x

?/p>

(0.104

?/p>

)

?/p>

 

6. 

对于同一扩散系统、扩散系?/p>

D

与扩散时?/p>

t

的乘积为常数。例如:已知

Cu

?/p>

Al

中扩

散系?/p>

D

,在

500

℃和

600º

C

分别?/p>

4.8

×

10-14m²

s-1

?/p>

5.3

×

10-13m²

s-1,

假如一个工件在

600º

C

需要处?/p>

10h,

若在

500º

C

处理?/p>

,

要达到同样的效果

,

需要多少小时?

 

7. 

对于钢铁材料进行渗碳处理?/p>

,x

?/p>

t

的关系是

t

?/p>

x²

。例如:假设对-

Wc=0.25%

的钢?/p>

进行渗碳处理

,

要求渗层

0.5

㎜处的碳浓度?/p>

0.8%,

渗碳气体浓度?/p>

Wc=1.2%,

?/p>

950º

C

进行渗碳

,

需?/p>

7

小时

,

如果将层深厚度提高到

1.0

?/p>

,

需要多长时间?

 

8 

钢在进行渗碳处理时,表面很快达到较高浓度,然后逐步向中间扩散,设在

1000

℃时?/p>

测得工件离表?/p>

1mm

?/p>

2mm

之间的碳浓度(原子浓度)?/p>

5at.%

降到

4at.%

,试计算碳原子在

该区域的流量?/p>

γ

-Fe

?/p>

1000

℃时密度?/p>

7.63g/cm

3

,扩散系?/p>

?

c

D

=

?/p>

2.0

×

10

-5

m

2

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exp[(-142000J/mol)/RT]

?/p>

,

以原?/p>

/m

2

·

s

为单位?/p>

 

9. 

一?/p>

0.1%C

钢在

930

℃渗碳,渗到

0.05cm

的地方碳的浓度达?/p>

0.45%

。在

t>0

的全部时

间,渗碳气氛保持表面成分?/p>

1%

,假?/p>

?

c

D

=2.0

×

10

-5

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2

/s), 

?/p>

1

)计算渗碳时

间;

?/p>

2

)若将渗层加深一倍,则需多长时间?(

3

)若规定

0.3%C

作为渗碳层厚工的量度,则?/p>

930

℃渗?/p>

10

小时的渗层厚度为

870

℃渗?/p>

10

小时的多少倍?

 

10. 

?/p>

0.85%C

的普碳钢加热?/p>

900

℃在空气中保?/p>

1

小时后外层碳浓度降到零。假如要?/p>

零件外层的碳浓度?/p>

0.8%

,表面应车削去多少深度?

 

[

?/p>

c

D

=1.1

×

10

-7

cm

2

/s

,参考课?/p>

P124

,公式(

4.9

?/p>

] 

11. 

钢在较低温度渗碳有一定优越性,淬火变形小又可得到较细的晶粒,并能延长炉子的

寿命。某人设想将渗碳温度?/p>

1000

℃降低到

900

℃,而将渗碳时间延长

10%

,即获得同样结果?

试分析这种设想是否正确?/p>

(已?/p>

?

c

D

=140kJ/mol

?/p>

?/p>

 

12. 

固态金属扩散的条件及影响扩散的因素有哪些?(固态金属中发生扩散需具备哪些?/p>

件?影响固态金属扩散的条件有那些??/p>

 

13. 

为什么钢铁零件渗碳温度一般选择?/p>

γ

-Fe

相区中进行?若不?/p>

γ

-Fe

相区中进行会有什

么结果?

 

14. 

说明扩散系数常数及扩散激活能的物理意义及其影响因素?/p>

 

15

.什么是科肯达尔效应,解释其产生原因,它对人们认识置换式扩散机制有什么作用?/p>

 

16. 

试比较间隙扩散和空位扩散两?/p>

D

表达式的区别?/p>

 

17. 

扩散第一定律跟扩散第二定律运用条件是什么?

 

18. 

奥氏体中碳原子扩散与铁原子扩散系数有何区别?

 

 

 

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第四?/p>

 

例题

 

1. 

设有一条内径为

30mm

的厚壁管道,

被厚度为

0.1mm

的铁膜隔开?/p>

通过向管子一端向?/p>

内输入氮气,以保持膜片一侧氮气浓度为

1200mol/m3

,而另一侧的氮气浓度?/p>

100mol/m3

。如

?/p>

700

℃下测得通过管道的氮气流量为

2.8

×

10

-4

mol/s

,求此时氮气在铁中的扩散系数?/p>

 

2. 

课本

P124

,例?/p>

 

3. Cu-Al

组成的互扩散偶发生扩散时,标志面会向哪个方向移动?/p>

 

4.

设纯

Cr

和纯

Fe

组成的扩散偶,扩?/p>

1

小时?/p>

Matano

平面移动?/p>

1.52

×

10

-3

cm

。已?/p>

C

Cr

=0.478

时,

ə

C/

ə

x=126/cm

?/p>

互扩散系?/p>

D=1.43

×

10

-9

cm

2

/s

?/p>

试求

Matano

平面移动速度?/p>

Cr

?/p>

Fe

的本征扩散系?/p>

D

Cr

?/p>

D

Fe

?/p>

(实验测?/p>

Matano

平面移动距离的平方与扩散时间之比为常数?/p>

?/p>

 

5. 

工业生产中经常采用渗碳的方法来提高钢铁零件的表面硬度。表面含碳量越高,钢的硬

度越高。例如将含碳?/p>

0.2%

的钢置于

Ws=1.3%

的气氛中渗碳

,

渗碳温度?/p>

927

?/p>

,

保温

10h,

已知

碳在

γ

?/p>

Fe

中的

Dc=2.21

×

10-7 cm²

·

s-1,

求:

(1) 

距表?/p>

x=0.04

㎝处的碳浓度

(1.0265%)

?/p>

(2)

若已

知渗层某处的碳浓度为

0.65%

?/p>

,

?/p>

x

?/p>

(0.104

?/p>

)

?/p>

 

6. 

对于同一扩散系统、扩散系?/p>

D

与扩散时?/p>

t

的乘积为常数。例如:已知

Cu

?/p>

Al

中扩

散系?/p>

D

,在

500

℃和

600º

C

分别?/p>

4.8

×

10-14m²

s-1

?/p>

5.3

×

10-13m²

s-1,

假如一个工件在

600º

C

需要处?/p>

10h,

若在

500º

C

处理?/p>

,

要达到同样的效果

,

需要多少小时?

 

7. 

对于钢铁材料进行渗碳处理?/p>

,x

?/p>

t

的关系是

t

?/p>

x²

。例如:假设对-

Wc=0.25%

的钢?/p>

进行渗碳处理

,

要求渗层

0.5

㎜处的碳浓度?/p>

0.8%,

渗碳气体浓度?/p>

Wc=1.2%,

?/p>

950º

C

进行渗碳

,

需?/p>

7

小时

,

如果将层深厚度提高到

1.0

?/p>

,

需要多长时间?

 

8 

钢在进行渗碳处理时,表面很快达到较高浓度,然后逐步向中间扩散,设在

1000

℃时?/p>

测得工件离表?/p>

1mm

?/p>

2mm

之间的碳浓度(原子浓度)?/p>

5at.%

降到

4at.%

,试计算碳原子在

该区域的流量?/p>

γ

-Fe

?/p>

1000

℃时密度?/p>

7.63g/cm

3

,扩散系?/p>

?

c

D

=

?/p>

2.0

×

10

-5

m

2

/s

)?

exp[(-142000J/mol)/RT]

?/p>

,

以原?/p>

/m

2

·

s

为单位?/p>

 

9. 

一?/p>

0.1%C

钢在

930

℃渗碳,渗到

0.05cm

的地方碳的浓度达?/p>

0.45%

。在

t>0

的全部时

间,渗碳气氛保持表面成分?/p>

1%

,假?/p>

?

c

D

=2.0

×

10

-5

exp(-140000/ RT) (m

2

/s), 

?/p>

1

)计算渗碳时

间;

?/p>

2

)若将渗层加深一倍,则需多长时间?(

3

)若规定

0.3%C

作为渗碳层厚工的量度,则?/p>

930

℃渗?/p>

10

小时的渗层厚度为

870

℃渗?/p>

10

小时的多少倍?

 

10. 

?/p>

0.85%C

的普碳钢加热?/p>

900

℃在空气中保?/p>

1

小时后外层碳浓度降到零。假如要?/p>

零件外层的碳浓度?/p>

0.8%

,表面应车削去多少深度?

 

[

?/p>

c

D

=1.1

×

10

-7

cm

2

/s

,参考课?/p>

P124

,公式(

4.9

?/p>

] 

11. 

钢在较低温度渗碳有一定优越性,淬火变形小又可得到较细的晶粒,并能延长炉子的

寿命。某人设想将渗碳温度?/p>

1000

℃降低到

900

℃,而将渗碳时间延长

10%

,即获得同样结果?

试分析这种设想是否正确?/p>

(已?/p>

?

c

D

=140kJ/mol

?/p>

?/p>

 

12. 

固态金属扩散的条件及影响扩散的因素有哪些?(固态金属中发生扩散需具备哪些?/p>

件?影响固态金属扩散的条件有那些??/p>

 

13. 

为什么钢铁零件渗碳温度一般选择?/p>

γ

-Fe

相区中进行?若不?/p>

γ

-Fe

相区中进行会有什

么结果?

 

14. 

说明扩散系数常数及扩散激活能的物理意义及其影响因素?/p>

 

15

.什么是科肯达尔效应,解释其产生原因,它对人们认识置换式扩散机制有什么作用?/p>

 

16. 

试比较间隙扩散和空位扩散两?/p>

D

表达式的区别?/p>

 

17. 

扩散第一定律跟扩散第二定律运用条件是什么?

 

18. 

奥氏体中碳原子扩散与铁原子扩散系数有何区别?

 

 

 



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