порядков выше, чем коэффициент
диффузии в кристаллической решетке [Ю]1.
Данные по влиянию дислокаций на
диффузию атомов внедрения более противоречивы.
В. Г. Борисов, В. М. Голиков и Г.
В. Щербединский показали, что повышение плотности дислокации в результате
пластической деформации снижает коэффициент диффузии углерода в
железе независимо от состава сплава и типа кристаллической решетки.
Авторы объясняют это тем, что связь атомов углерода с дефектами
сильнее, чем с атомами железа, вследствие чего время «оседлой жизни» атома
углерода вблизи дефекта больше, чем в правильной решетке. Влияние
плотности дислокации особенно велико при низких температурах и менее
заметно при высоких температурах (550° С и выше).
Для определения эффективного
коэффициента диффузии в решетке с дефектами предложено следующее
уравнение:
(21)где D — коэффициент
диффузии в бездефектном металле; Р — вероятность
наличия ловушки на пути диффундирующего атома; v и v, — частоты
колебаний в правильной и дефектной решетке соответственно; Q — энергия связи атома
с «ловушкой».
По данным Ю. М. Лахтина, В. Д.
Кальнера и др., наоборот, предварительная холодная деформация
увеличивает глубину насыщения углеродом при цементации 930—950° С.
Максимальная толщина цементованного слоя отмечена при степени деформации
25%.
Дальнейшее увеличение степени деформации приводит к снижению
толщины слоя, и при деформации 75% она становится близкой к
толщине слоя недеформированных образцов. Методом
микрорентгеноспектралыюго анализа показано увеличение концентрации
углерода на поверхности деформированных образцов. Полученные
результаты подтверждены микроструктурным оптическим и
электронно-микроскопическим анализами и измерением твердости.
Было высказано предположение, что
ускорение процесса насыщения прн степени деформации 25% связано с формированием
устойчивой полигональной структуры, сохраняющейся в процессе а
у-превращения при нагреве под цементацию и изменением процессов адсорбции
и хемосорбции на поверхности металла в связи с особенностями
кристаллического строения полигональных структур.
Во многих случаях наблюдается
преимущественная диффузия азота по линиям скольжения внутри
зерен.
По данным Т.
Н. Липчина и др., если диффузия атомов
внедрения происходит во время деформации, то она ускоряется.
Во многих случаях
химико-термическая обработка стали проводится при температурах
существования гетерофазной структуры. На границе фаз, как и на границе
зерен, во многих случаях наблюдается скопление дефектов
кристаллической решетки и увеличение диффузионной
подвижности.
Диффузионные константы при этом
зависят от формы и размеров второй фазы. Увеличение размеров второй фазы и
соответственно уменьшение протяженности фазовой границы приводит к
уменьшению диффузионного потока [10].
Формирование диффузионного слоя при химико-термической обработке
При насыщении чистого железа
различными элементами строение слоя подчиняется общему правилу, согласно
которому диффузия .между двумя компонентами вызывает образование
однофазных слоев, соответствующих однофазным
