Дифузія в металах. Механізм дифузії

Дифузія - це перенос речовини, обумовлений безладним тепловим рухом дифундуючих частинок. При дифузії газу його молекули змінюють напрямок руху при зіткненні з іншими молекулами Основними типами руху при дифузії в твердих тілах є випадкові періодичні скачки атомів з вузла кристалічної решітки в сусідній вузол або вакансію.

Основним механізмом самодифузії і дифузії в твердих розчинах заміщення є вакансійного. У твердих розчинах впровадження основним механізмом переміщення домішкових атомів невеликого розміру є межузельний.

Якщо два добре з'єднаних між собою шматка чистих металів АІВ тривало отжигать, то буде спостерігатися взаємне проникнення металів і зсув початкової межі розділу, зазначеної інертними мітками (оксидними частками або вольфрамовими тяганиною) на величину з часу відпалу. Якщо D А> DВ, то компонент А проникає в В з більшою швидкістю, ніж В в А, внаслідок цього частина В зразка збільшується в об'ємі.

Дифузійна металізація - процес дифузійного насичення поверхні виробів металами або металоїдами. Дифузійне насичення проводять в порошкоподібної суміші, газовому середовищі або розплавленому металі (якщо метал має низьку температуру плавлення).

Борирование - диффузионное насичення поверхні металів і сплавів бором для підвищення твердості, корозійної стійкості, зносостійкості проводять шляхом електролізу в розплавленої солі бору. Борирование забезпечує особливо високу твердість поверхні, опір зносу, підвищує корозійну стійкість і теплостійкість. Борованої стали мають високу корозійну стійкість у водних розчинах соляної, сірчаної та фосфорної кислот. Борирование застосовують для чавунних і сталевих деталей, що працюють в умовах тертя в агресивному середовищі (в хімічному машинобудуванні).

Хромування - диффузионное насичення хромом проводять в порошкоподібних сумішах хрому або ферохрому з добавками хромистого амонію (1%) і окису алюмінію (49%) при температурі 1000... 1050 ° C з витримкою 6... 12 ч. Хромування застосовують для деталей, які працюють на знос в пароводяних і агресивних середовищах (арматура, вентилі). При хромування виробів з маловуглецевих сталей твердість підвищується і купується хороша корозійна стійкість.

Алітування - це процес дифузійного насичення поверхневого шару алюмінієм, проводять в порошкоподібних сумішах алюмінію або в розплавленому алюмінії. Мета - отримання високої жаростійкості поверхні сталевих деталей. Алітування проводять у твердих і рідких середовищах.

Силицирование - диффузионное насичення кремнієм проводять в газовій атмосфері. Насичений кремнієм шар сталевої деталі має не дуже високу твердість, але високу корозійну стійкість і підвищену зносостійкість в морській воді, азотної, соляної в сірчаної кислотах. Силіційованний деталі застосовують у хімічній, целюлозно-паперової та нафтової промисловості. Для підвищення жаростійкості силицирование застосовують для виробів із сплавів на основі молібдену і вольфраму, що володіють високою жароміцністю.

У матеріалознавстві розробляються макро- і мікроскопічні теорії дифузії. У макроскопічної теорії робиться акцент на формалізмі, т. Е. На термодинамічних силах і параметрах. У мікроскопічної теорії використовують механізми, засновані на теорії про атомні скачках.

Дата добавления: 2015-05-07