Upplausnarhraði kolefnisefna í bráðnu járni ákvarðar beint frásogsvirkni þeirra og endanlega frásogshraða.
Þetta er flókið eðlisefnafræðilegt ferli, aðallega fyrir áhrifum af eftirfarandi þáttum:
Eftirfarandi eru helstu þættir sem hafa áhrif á upplausnarhraða kolefnisefna, taldir upp í mikilvægisröð:
I. Hitastig (hitastuðull)
Þetta er mikilvægasti og mikilvægasti þátturinn.
• Meginregla: Að leysa upp kolefnisefni í bráðið járn er innhitaferli sem krefst frásogs mikils hita.
Hærra hitastig þýðir:
Minni seigja bráðnu járns: betri vökva, sem er gagnlegt fyrir söfnun og dreifingu kolefnisatóma.
Aukin virkni kolefnisatóma: meiri hreyfiorka, sem gerir það auðveldara að losna frá yfirborði kolefnisefnisins og dreifist inn í bráðna járnið.
Hröðun viðbragðs við fast-vökvaviðmót: hærra hitastig gefur sterkari varmafræðilegan drifkraft.
• Áhrifamynstur: Upplausnarhraði eykst verulega með hækkandi hitastigi.
Yfir 1500 gráður er upplausnarhraðinn nokkrum sinnum hraðari en við 1400 gráður.
II. Efniseiginleikar kolefnisefna
1. Graphitization:
• Mjög grafítsett kolefnisefni: Kolefnisatóm þeirra er raðað í röð grafítplötubyggingar, svipað grafítbyggingu í steypujárni, og sýna þannig betri bleyta með bráðnu járni.
Bráðið járn getur auðveldara "bleyta" inn í eyðurnar á milli grafítplatanna, sem veldur því að þær flagna af lag fyrir lag, sem leiðir til hraðari upplausnarhraða.
• Ó-grafítgerð (td brennt jarðolíukoks): Kolefnisbyggingin er röskuð og þétt, sem leiðir til lélegrar bleyta með bráðnu járni. Bráðið járn á erfitt með að komast í gegn og upplausn byggir aðallega á hægum yfirborðsupplausn, sem leiðir til hægs hraða.
2. Kornastærð og lögun:
• Kornastærð: Það er til ákjósanlegur kornastærðarsvið (venjulega 1-5 mm).
Of fínar agnir: fljóta auðveldlega á vökvayfirborðinu, sem leiðir til alvarlegrar brennslu- og stutts raunverulegs snertingartíma við bráðið járn.
Of stórar agnir: Lítið heildaryfirborð, og sökkva auðveldlega til botns, sem leiðir til lítillar snertiflötur við bráðið járn og langan upplausnartíma.
• Grop: Gljúp, laus kolefnisefni (eins og sum lág-gæða kolefnisefni) veita fleiri gegnumganga fyrir bráðið járn, sem leiðir til hraðrar upplausnar í upphafi, en getur leitt til lágs nettóupptökuhraða vegna hraðrar brennslu-.
III.Bráðið járn ástand
1. Efnafræðileg samsetning bráðnu járns:
• Kolefnismettun: Því nær sem kolefnisinnihald bráðna járnsins er mettunarstyrk þess (ákvarðað af kolefnisjafngildi CE), því veikari er "drifkrafturinn" fyrir upplausn kolefnis og því hægari er upplausnarhraði.
• „Blokkandi“ þættir:
Kísill (Si): Aðalblokkandi þátturinn.
Kísill dregur úr leysni kolefnis í bráðnu járni og aðsogast á yfirborð kolefnisefnisins og myndar hindrandi lag sem dregur verulega úr upplausnarhraða. Þetta er mikilvæga ástæðan fyrir því að bæta verður við kolefni á undan sílikoni.
Mangan (Mn): Hefur minni áhrif og getur jafnvel óbeint útrýmt skaðlegum áhrifum brennisteins með því að hvarfast við brennisteinn til að mynda MnS.
• „Að kynna“ þætti:
Brennisteinn (S): Á yfirborðinu hvarfast brennisteinn við kolefni eða breytir yfirborðsspennu sem hindrar upplausn.
Enn mikilvægara er að brennisteinn dregur verulega úr vætanleika bráðins járns með endurkolunarefnum (sérstaklega grafítískt kolefni), sem virkar sem sterkur hemill á upplausnarhraða.
2. Flæði og hræring á bráðnu járni:
• Meginregla: Sterk suðu- og hræringardós:
Fjarlægðu fljótt mettaða kolefnisríka -lagið á yfirborði endurkolunarbúnaðarins og afhjúpaðu nýja yfirborð fyrir áframhaldandi upplausn.
Komið í veg fyrir að endurkolunarbúnaðurinn þéttist og setjist, tryggið jafna dreifingu hans í bráðnu járninu.
• Aðferð: Rafsegulhræring í miðlungs-örvunarofni er afar áhrifarík aðferð.
Handvirkt hrært hefur líka nokkur áhrif.
IV. Aðgerðarferli
1. Viðbótaraðferðir:
• Botnviðbót: Endurkolunarbúnaðurinn er hulinn af ofnhleðslunni og byrjar að leysast hægt upp frá fyrstu stundu sem bráðið járn bráðnar. Þessi aðferð býður upp á lengsta skilvirka upplausnartímann og á sér stað á tiltölulega lágu-hitastigi, sem leiðir til lágmarksbrennslu- og mesta heildarupplausnar- og frásogsvirkni.
• Viðbót á miðri-lotu: Bætt við þegar bráðið laug er þegar til staðar, til að forðast fyrstu brennslu-. Upplausn byggir á rafsegulhræringu, sem leiðir til hraðari hraða.
• Yfirborðsúðun: Versta aðferðin.
Þegar carburizers verða fyrir háum hita og lofti, brennur umtalsvert magn í burtu, og þeir fljóta á yfirborðinu, ná ekki í raun snertingu við bráðna járnið, sem leiðir til afar lágs skilvirks upplausnarhraða.
Með því að skilja og stjórna þessum þáttum kerfisbundið er hægt að bæta upplausnarhraða kolefnisefna umtalsvert og ná þannig fram skilvirkum, stöðugum og litlum-kostnaði kolvetnisáhrifa.
