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[讨论] 传递系数β与Cp、Cs‥‥的关系

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签到天数: 2093 天

[LV.Master]伴坛终老

发表于 2015-10-4 00:49:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
北京中仪天信科技有限公司
本帖最后由 wya-8 于 2015-10-6 16:18 编辑

有一篇渗碳论文,关于气体渗碳的传递系数β有如下等式:

                               Cp - Co
Cs=Cp- ——————————————
                            √3t                 D
                  1+β ——— exp - ———
                            √D                3β2t

  式中 β仅与Cp——炉气碳势、 Cs——表面含碳量、 Co——心部含碳量、 D——扩散系数、T——渗碳温度、 t ——渗碳时间有关

  问题:如果将渗碳箱中固体渗碳剂与渗碳零件隔开放置,零件放在渗碳剂下面,可以说也是一种形式的气体渗碳。

        如果将上面这种形式的气体渗碳测到的数据Cp、 Cs、 Co、 D、T、 t ,

   代入公式计算得到的传递系数β与上面这种形式的气体渗碳 实际传递系数β相差太大。

     是不是可以说,上面的公式没有普遍性。

     希望得到大家指教。谢谢

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点赞!  发表于 2015-10-4 05:39

该用户从未签到

发表于 2015-10-4 05:05:20 | 显示全部楼层
本来上式就是在一定的初始条件和边界条件设定的情况下,对菲克第二定律抛弃了误差函数而得到的特解,勉强应用于气体渗碳,你把他进一步进行扩展到固体渗碳,固体渗碳的局部化学反应分解就不一定同步与均匀,气氛置换不如气体渗碳,碳势局部极不均匀,并且没有气体渗碳的风扇来搅拌、置换、均匀碳势,误差大就一点也不奇怪了。

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点赞!  发表于 2015-10-4 05:38
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[LV.Master]伴坛终老

 楼主| 发表于 2015-10-7 01:20:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 wya-8 于 2015-10-7 05:28 编辑
草原的风 发表于 2015-10-4 05:05
本来上式就是在一定的初始条件和边界条件设定的情况下,对菲克第二定律抛弃了误差函数而得到的特解,勉强应 ...


谢谢指导。

各位有兴趣,可打开以下网页
http://www.doc88.com/p-891241268968.html

上述数学模型在试验气氛的传递系数β=1.38×10-5 cm/s等条件下建立的。
如何理解Cs与诸多变量的关系?是不是说只有接近上述条件,才能使现场生产的Cs值与这个数学模型吻合良好?

众所周知,不同渗碳气氛有不同的传递系数β。
实际上即使有相接近的渗碳温度T、相接近渗碳气氛Cp、Cs、Co、与渗碳时间t ,渗碳层深度是不一致的。
是不是说明了相接近渗碳气氛等条件下,会有不同的传递系数β?
是不是可以说:相同渗碳时间内得到渗碳层较深的工艺,有较高的传递系数β,反之亦然。

以上求大家指导。
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该用户从未签到

发表于 2015-10-8 03:55:19 | 显示全部楼层
wya-8 发表于 2015-10-6 12:20
谢谢指导。

各位有兴趣,可打开以下网页

β不是理论计算值或者固有的气氛常数,多是针对一种炉子一种气氛甚至一种材料通过实验反算出来的。

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该用户从未签到

发表于 2015-10-8 03:58:17 | 显示全部楼层
如果你爱看英文,可以看下面这篇博士论文。是我之前一起做过项目的学生发的。

http://www.wpi.edu/Pubs/ETD/Avai ... rabelchtchikova.pdf



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[LV.Master]伴坛终老

 楼主| 发表于 2015-10-8 10:48:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 wya-8 于 2015-10-8 16:38 编辑
heliang28345 发表于 2015-10-8 03:58
如果你爱看英文,可以看下面这篇博士论文。是我之前一起做过项目的学生发的。

http://www.wpi.edu/Pubs/ ...


http://www.rclbbs.com/forum.php? ... id=68845&extra=
在我的帖子“气体渗碳碳传递示意图…”


注:此图(现在已涂黑了)就是从这篇博士论文(135页)中编绘的。
《Fundamentals of Mass Transferin Gas Carburizing》by Olga Karabelchtchikova

J=β(Cp-Cs)    J=-Dc∂C/ ∂x

β(Cp-Cs)=-Dc∂C/ ∂x

分析以上等式可知:随渗碳时间增加Cs 值增加,渗碳层碳浓度梯度发生变化,实际传递系数β也会减少。但本人认为,现场的渗碳工艺在不产生炭黑的情况下,应适当增加或保持较大的传递系数β一段时间,增加渗碳第一小时、第二小时的气体流量会提高渗碳速度。

有错处,请指导。

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发表于 2015-10-9 04:27:27 | 显示全部楼层
wya-8 发表于 2015-10-7 21:48
http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=68845&extra=
在我的帖子“气体渗碳碳传递示意 ...

在我们研究组里最后根据这个模型开发的软件里,beta是固定的数值,是我们根据carbon profile或者weight gain算出来flux,然后按照初始的Cs和Cp带进去求出来的,并不是个变量。

当然随着Cs和Cp的差值越来越小,beta确实会变。至于渗碳各个阶段的flux怎么变化,这个也没人实际测量过。如果你想做,可以设计个试验,测量渗碳半小时,一小时,一个半小时,两个小时。。。知道过程结束。在各个时间点都取出零件来,做做weight gain,然后算flux。
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 楼主| 发表于 2015-10-14 13:02:28 | 显示全部楼层
传一个传递系数β的图

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