специальные, например, для
азотирования, борирования, хромирования и других процессов
химико-термической обработки металлов и
сплавов.1
Защитные атмосферы.
Физико-химическая сущность процессов взаимодействия контролируемых
атмосфер с металлами и сплавами — конечный результат взаимодействия —
определяется в основном термодинамическими и только частично
кинетическими закономерностями.
При выборе состава контролируемых
атмосфер определяющим является создание таких условий взаимодействия
газов, при которых термодинамически возможен, например, только
процесс восстановления окислов. Задача, таким образом, сводится к
определению равновесного состава контролируемых атмосфер в
зависимости от температуры, нахождению условий окисления или
восстановления окислов.
Решение указанной задачи
выполняется путем определения термодинамической функции — свободной
энтальпии (энергии Гиббса) Лб^., Дж/моль Оа [Дж/(г.-атом)],
постоянной равновесия реакций взаимодействия Кр и
построения кривых (диаграмм) их температурной зависимости.
Наиболее возможное состояние
системы, как было указано ранее, определяется минимальным значением
величины свободной энтальпии. С уменьшением свободной энтальпии (с
увеличением ее отрицательного значения), что равнозначно увеличению
постоянной равновесия, повышается возможность образования
окислов.
Система находится в равновесии
при Л0° = 0, Кр = 1 Кр = 0). В
практике применения контролируемых (защитных) атмосфер имеют значение
две системы:
Основные реакции взаимодействия
контролируемых атмосфер с металлами и сплавами
(1)
(2)
По диаграммам равновесия,
построенным в координатах Л<3£—Т или для конкретной системы
в координатах ^ К — Т'1 (табл. 2) (рис. 3),
контролируемые атмосферы в зависимости от температуры могут
иметь положительный или отрицательный потенциал — окислительный или
восстановительный.
Потенциал определяется величиной
разности К!—Кр или,
например, для атмосферы —Н20 величиной разности
(Н20)—|"н20**-
Состав контролируемой атмосферы
во внешней среде регулируется направлением реакции водяного
газа
(Зг)
Данные по термодинамическим
условиям взаимодействия контролируемых атмосфер с высоколегированными
сталями и сплавами весьма ограничены. Для