爐內(nèi)碳勢的直接測量方法

　　碳勢從廣義上來說，是指在一定溫度下，爐內(nèi)氣氛與一定含碳量的鋼件相界面上化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的爐氣狀態(tài)。爐氣的碳勢高低決定于爐氣本身的組成成分、爐氣所處得溫度以及爐內(nèi)的催化、催化劑條件等因素。對保護(hù)氣體而言，爐氣的碳勢應(yīng)與鋼體本身的含碳量相當(dāng)或略高，這樣才能使鋼件在加熱過程中不發(fā)生氧化和脫碳作用。對滲碳?xì)怏w而言，爐氣的碳勢應(yīng)比滲碳鋼件的含碳量高，所以爐氣中的活形碳原子就能被工件表面吸收，并擴(kuò)散滲入，直至滲層表面含碳量與爐氣碳勢達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)，以維持滲碳過程的連續(xù)進(jìn)行，不斷地給滲層表面提供活性碳原子。
　　
　　在滲碳過程中，爐氣碳勢的高低實(shí)際上市滲碳能力強(qiáng)弱的變現(xiàn)。碳勢越高，滲碳能力越強(qiáng)，滲入速度快，滲層厚度大，滲層碳濃度高，濃度梯度也大。但是，當(dāng)爐內(nèi)碳勢高于滲層表面的吸碳能力時，沒有被吸收的活性碳原子就會聚集在表面結(jié)成碳分子而形成炭黑，反而使?jié)B入速度下降，滲層厚度也會減薄。由于整個滲碳過程中，工件表面的吸碳能力時變化的，如果根據(jù)吸碳能力的變化對碳勢采取分段控制，便能有效地防止炭黑的產(chǎn)生，使碳濃度梯度平緩，滲層碳濃度適當(dāng)，滲速也會提高。
　　
　　為了使碳勢對滲碳過程產(chǎn)生有利的綜合效果，可分段控制爐氣的碳勢，即開始階段盡可能提高碳勢，因?yàn)檫@時工件的吸碳能力很強(qiáng)，不易產(chǎn)生炭黑，碳勢高可使?jié)B層表面的濃度梯度大，有利于進(jìn)行擴(kuò)散，并提高滲速。第二階段要適當(dāng)降低碳勢，因?yàn)楸韺右呀⒘溯^高的濃度梯度和達(dá)到了一定的滲層深度，這時工件表面的吸碳能力已開始下降，所以碳勢不宜太高，以免產(chǎn)生炭黑。第三階段是擴(kuò)散時期，爐內(nèi)碳勢可進(jìn)一步降低，以使表層的碳濃度梯度和滲層深度達(dá)到工藝上的要求。
　　
　　正常的滲碳?xì)怏w中，CO和H2的含量基本上是定值，如用丙烷或丁烷制備滲碳?xì)怏w，其中大致含24%CO和33%H2，爐氣中的CH4和O2對CO2和H2O的含量影響很大，當(dāng)增加滲劑滴量或富化氣體通入量，使CH4的含量增加時，CO2和H2O會迅速減少，其反應(yīng)是：
　　
　　CH4+H2O=CO+3H2
　　
　　CH4+CO2=2CO+2H2
　　
　　當(dāng)O2量增加時，爐氣中的CO2和H2O會迅速增多，其反應(yīng)是
　　
　　2H2+O2=2H2O
　　
　　2CO+O2=2CO2
　　
　　由此可知，只要控制爐氣中的CO2、H2O、CH4和CO2中的任何一種氣體的相對含量，也就能達(dá)到控制爐氣成分、調(diào)整碳勢的目的。根據(jù)上述原理，目前所采用的碳勢測定控制方法有紅外線CO2控制法、紅外線CH4控制法、紅外線CH4/CO2控制法、H2O氣露點(diǎn)控制法和O2氣的氧探頭控制法等。這些方法都能連續(xù)自動地測控調(diào)節(jié)碳勢。目前使用較廣發(fā)的是氧探頭。
　　
　　但是不管是氧探頭，二氧化碳探頭，露點(diǎn)測量等等，所有以上方法都是非直接測量，而MESA產(chǎn)品高品質(zhì)定碳儀FPG1.0可對爐內(nèi)碳勢進(jìn)行直接測量，并且可以自動而快速的得出%C（爐內(nèi)實(shí)際含碳量）和mg（毫克重量）。
　　
　　FPG1.0之特點(diǎn)：
　　
　　1，對爐內(nèi)碳勢進(jìn)行直接測量，可快速顯示%C（爐內(nèi)實(shí)際碳勢）
　　
　　2，同一測量步驟可以對五個不同箔片進(jìn)行檢測。
　　
　　3，便攜式檢測分析
　　
　　4，清晰的操作指引
　　
　　T300之特點(diǎn)
　　
　　1，可以對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，包括用戶名稱，爐子編號，測量結(jié)果，日期和時間
　　
　　2，可以將測量結(jié)果和相關(guān)信息通過USB下載轉(zhuǎn)存至電腦
　　
　　3，可通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理
　　
　　4，可以四行16字符顯示
　　
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