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不銹鋼活性原子的吸收過程

吸收過程可以描繪為:分解析出的活性原子為不銹鋼厚壁管的表面所吸附,然后溶入基體金屬——鐵的晶格中,從而形成金屬表面的吸收過程.吸附作用與表面張力有關(guān),吸附對于離解生成溶質(zhì)元素的活性原子有催化作用,表面具有吸附的活性區(qū)域都是表面銹較大的區(qū)域,如晶界和微觀的缺陷處。吸收的關(guān)鍵仍在于要滲入的元素在基體金屬——鐵中有較大的可溶性,不然吸收過程很快就會中止,鋼表面不可能形成擴散層。

表面吸收反應(yīng)的機理,如滲碳目前存在兩種不同解釋:一種是先形成化合物-Fe3C的薄層,又瞬息分解使碳溶解到奧氏體中。另一種解釋是析出的活性碳原子直接溶解入奧氏體中,達到飽和時才形成化合物。后一解釋為多數(shù)人接受,因為形成化合物-Fe3C是以改變鐵的品格方式進行的,因此形成固溶體應(yīng)在形成化合物之先,在滲碳過程中碳原予首先進入y-Fe中,呈固溶狀態(tài)存在,當(dāng)濃度超過溶解度極限時,鋏的晶格便發(fā)生改變形成Fe3C,這點也可由鐵一碳狀態(tài)圖的規(guī)律所表明.但這并不排除鋼中有強碳化物形成元素時,碳與合金元素直接形成碳化物的可能,一般來說,金屬元素滲入不銹鋼厚壁管中,大多數(shù)形成置換式固溶體,碳、氮等原子半徑較小的非金屬元素溶入鐵中則形成間隙式固溶體.X射線研究指出:碳進入y-Fe中占據(jù)面心立方晶格的八面體中心,而溶入a-Fe中占據(jù)的是體心立方晶格的四面體中心。前者間隙半徑是o.s2A,后者的間隙半徑是0.36 A。所以碳在奧氏體中的溶解度要比在a-Fe中高十倍.

由電解法確定:碳在鐵的晶格內(nèi)是處于電離狀態(tài),當(dāng)碳溶入y-Fe中,碳原子把自己的一部分價電子交給鐵原子,并使其尺寸減小。碳原子這種電離狀態(tài)指明碳在奧氏體中不僅是簡單的溶解,而且存在著化學(xué)的相互作用.因此碳離子在填入鐵的晶格內(nèi)時,受到鐵原子化學(xué)結(jié)合力的作用.吸收的強弱取決于這種化學(xué)結(jié)合力的大。

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