Первоначально автоматическое
регулирование науглероживающей способности эндотермической атмосферы
или ее углеродного потенциала (характеризующего способность атмосферы
обеспечить определенную концентрацию углерода на поверхности стали прн
диффузии в полубесконечное пространство) проводилось только по
содержанию Н20, характеризующемуся точкой росы атмосферы.
Впоследствии получило распространение регулирование атмосферы по
содержанию С02, концентрация которого определяется с
помощью приборов, использующих инфракрасное излучение.
Для определения оптимальных
параметров регулирования (по содержанию Н20 н
С02) разработаны на основе теоретических исследований с учетом
активности углерода в аустените диаграммы равновесия [63].
Для легированных сталей такие
диаграммы разработаны с учетом влияния легирующих элементов на
активность углерода в аустените; этн диаграммы представляют
значительный теоретический интерес. В практике производства можно
пользоваться так называемыми эмпирическими кривыми равновесия, которые
характеризуют зависимость между температурой, точкой росы нли
концентрацией С02 в атмосфере и содержанием углерода в стали
применительно к практическим условиям нагрева стали при хнмико-термической
обработке с использованием эндотермической атмосферы (рис. 20,
21).
При цементации изделии желательно
форсирование диффузии углерода. Однако скорость этого процесса при
приближении к равновесным условиям резко уменьшается, поэтому
использование для насыщения углеродом только одной эндотермической
атмосферы экономически невыгодно, и для повышения углеродного потенциала
этой атмосферы в рабочее пространство печн вводят в небольших количествах
газы, богатые углеводородами (метан или природный газ) в количестве
до 5%.
При этом в рабочем пространстве
печи происходят реакции
Указанные реакции термодинамически
более вероятны, чем реакция диссоциации метана с выделением
свободного углерода [26], поэтому при сравнительно небольших добавках
метана последний не участвует непосредственно в процессе насыщения
углеродом, а повышает углеродный потенциал вследствие увеличения
концентрации окиси углерода в атмосфере. В этих условиях на поверхности
стали не выделяется в значительном'количестве сажистый углерод и
сохраняется однозначная зависимость между углеродным потенциалом и
концентрацией Н20 и С02 в атмосфере. Таким образом,
количество добавляемого метана должно быть строго ограничено из-за
опасения потерн наиболее цепного преимущества эндо-