金属中的扩散与相变
2010硕士10班
1
3.扩散习题课和复习
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
例一：有一20钢齿轮气体渗碳，炉温为927℃，炉气氛使工件表面含碳量维持在0.9％C,这时碳在铁中的扩散系数为D＝1.28x10－11m2s-1,试计算为使距表面0.5mm处含碳量达到0.4%C所需要的时间?
解：可以用半无限长棒的扩散来解：
18
例二：上例中处理条件不变，把碳含量达到0.4％C处到表面的距离作为渗层深度，推出渗层深度与处理时间之间的关系，层深达到1.0mm则需多少时间?
解：因为处理条件不变
在温度相同时，扩散系数也相同，因此渗层深度与
处理时间之间的关系：
因为x
2/x
1
= 2，所以t
2
/t
1
= 4，这时的时间为
34268s = 9.52hr
19
20例1：含0.20%碳的碳钢在927 ℃进行气体渗碳。

假定表面C 含量增加到0.9%，试求距表面0.5mm 处的C 含量达0.4%所需的时间。

已知D 972=1.28 ×10-11m 2/s 解：已知c s ，x ，c 0，D ，c x 代入式得
erf （）=0.7143
查表得erf （0.8）=0.7421，erf （0.75）=0.7112，用内差法可得β=0.755
因此，t=8567s=2.38h
21
例2：渗碳用钢及渗碳温度同上，求渗碳5h 后距表面0.5mm 处的c 含量。

解：已知c s ，x ，c 0，D ，t 代入式得
（0.9% -c x ）/0.7%=erf （0.521）=0.538
c x =0.52%
与例1比较可以看出，渗碳时间由2.38h 增加到
5h ，含0.2%c 的碳钢表面0.5mm 处的c 含量仅由
0.4%增加到0.52%。

23
24
25
26
27
考题
一．名词解释
二．简答题
三．计算题
四．叙述题
28
谢谢大家！
29。