T8钢液相等离子体电解渗碳的扩散过程和光谱学分析
来源期刊：材料研究学报2016年第9期
论文作者：吴杰 张亦凡 金小越 杨璇 陈琳 薛文斌
文章页码：655 - 661
关键词：等离子体电解渗碳;扩散系数;发射光谱;电子温度;
摘 要：采用阴极液相等离子体电解渗技术实现了T8碳钢表面的快速渗碳。测量了样品内部温度与外加电压的关系,并评估了在不同电压下碳在钢中的扩散过程和等离子体放电的光谱特征。结果表明,T8碳钢在甘油水溶液中经1min渗碳处理后可得到20-30μm厚的硬化层。在外加电压为360 V电压、样品表面温度约为650℃的条件下,碳的扩散系数为6.7×10-8cm2·s-1;在外加电压为380 V、样品表面温度约800℃的条件下,碳的扩散系数为1.5×10-7cm2·s-1。气膜放电击穿产生的等离子体处于局部热平衡状态,电子温度为5000-12000 K。等离子体区的瞬时高温为有机物的分解和碳的快速扩散提供了有利条件,碳的扩散系数比同温度下传统固体渗碳提高了一个数量级,扩散激活能也明显降低。
吴杰1,2，张亦凡1,2，金小越1,2，杨璇1,2，陈琳1,2，薛文斌1,2
1. 北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室2. 北京市辐射中心
摘 要：采用阴极液相等离子体电解渗技术实现了T8碳钢表面的快速渗碳。测量了样品内部温度与外加电压的关系,并评估了在不同电压下碳在钢中的扩散过程和等离子体放电的光谱特征。结果表明,T8碳钢在甘油水溶液中经1min渗碳处理后可得到20-30μm厚的硬化层。在外加电压为360 V电压、样品表面温度约为650℃的条件下,碳的扩散系数为6.7×10-8cm2·s-1;在外加电压为380 V、样品表面温度约800℃的条件下,碳的扩散系数为1.5×10-7cm2·s-1。气膜放电击穿产生的等离子体处于局部热平衡状态,电子温度为5000-12000 K。等离子体区的瞬时高温为有机物的分解和碳的快速扩散提供了有利条件,碳的扩散系数比同温度下传统固体渗碳提高了一个数量级,扩散激活能也明显降低。
关键词：等离子体电解渗碳;扩散系数;发射光谱;电子温度;
