следующие
реакции получаются из реакций основных, поэтому они не являются
существенными для определения окончательного равновесия. Рассмотрим
реакцию между углекислым газом и водородом
(21)
Из
уравнения (21) можно вывести третью константу равновесия
или, выражая парциальными давлениями,
Константа
равновесия Кз
позволяет с помощью водяных паров непосредственно контролировать
способность смеси к науглероживанию. По содержанию водяных паров
легко (при определении точки росы) определяют вид смеси. Этот метод
достаточно быстрый, простой и очень чувствительный.
Состояние
равновесия в сложной смеси наглядно показывает диаграмма Неймана [84]
(рис. 67), где нанесены величины констант равновесия К\ и
/<2; Линия аа указывает границу равновесия между
смесями, в которых углерод находится либо в составе газа, либо осаждается
в свободном состоянии.
Примеры пользования диаграммой. Газовая смесь Н2 —
СН4 с константой равновесия 10 не выделяет сажу до 775° С, но
при переходе за температуру 800° С выделение сажи значительно. Смесь с
константой равновесия 0,5 не выделяет сажу до 530° С; при повышении
температуры сажа выделяется.
Каким
будет потенциал науглероживания смеси, обладающей константой
равновесия 200 для смеси Н2 — СН4 при 925°
С?
Точка
пересечения линии константы (200) и линии температуры (925° С) лежит
в области у справа на диаграмме. Получаем потенциал
науглероживания 0,2—0,4% С. Для потенциала науглероживания 0,8% при
указанной температуре константа равновесия смеси равна 60.
§ 2. Потенциал
науглероживания
Практический результат
цементации в газовой среде оценивают по содержанию углерода на
поверхности стали, находящемуся при выбранной рабочей температуре в
равновесии с цементующей средой. Рабочую температуру нельзя изменять
произвольно; ее выбирают в зависимости от сорта стали.
Продолжительность процесса при этой температуре зависит от
заданной толщины слоя.