強(qiáng)磁場作用下碳在純鐵中的擴(kuò)散行為及其機(jī)理研究.pdf

1、本論文以實驗為基礎(chǔ)，選擇純鐵(99.99％)作為實驗材料，排除了合金元素及雜質(zhì)元素的影響，分別實施不同工藝條件的強(qiáng)磁場滲碳處理。對處理后的樣品分別進(jìn)行XRD分析、金相和SEM觀察，通過與非磁場處理樣品的顯微組織進(jìn)行對比，從微觀層次全面系統(tǒng)地研究了磁場強(qiáng)度、磁場施加方向以及磁場梯度等影響因素對碳在純鐵中的擴(kuò)散行為的影響，同時對強(qiáng)磁場的作用機(jī)理進(jìn)行了理論解析。
　　將純鐵試樣分別在930℃和750℃條件下進(jìn)行不同磁場強(qiáng)度的滲碳實驗。結(jié)

2、果表明，在這兩個溫度范圍內(nèi)，不論是磁場方向平行于滲碳方向，還是垂直于滲碳方向，磁場退火樣品的碳的平均擴(kuò)散距離都小于非磁場退火樣品。對磁場退火樣品來說，碳的擴(kuò)散距離隨著磁場強(qiáng)度的增加逐漸減小，尤其是當(dāng)磁場強(qiáng)度大于1T后，隨著磁場強(qiáng)度的增強(qiáng)，碳的擴(kuò)散距離明顯減小，這表明磁場退火可以顯著抑制碳在純鐵中的擴(kuò)散行為。這是由于磁致伸縮作用使得晶格發(fā)生畸變，導(dǎo)致碳的擴(kuò)散系數(shù)降低。并且施加強(qiáng)磁場降低了居里溫度以下的鐵磁性的α-Fe的自擴(kuò)散系數(shù)，導(dǎo)致碳原

3、子擴(kuò)散時所需要的擴(kuò)散激活能增加。
　　將純鐵試樣分別在930℃、850℃和750℃條件下進(jìn)行不同磁場施加方向的滲碳實驗。實驗結(jié)果一致表明:變換磁場方向和滲碳方向之間夾角，滲碳層厚度并沒有發(fā)生明顯變化，表明磁場方向?qū)μ荚诩冭F中的擴(kuò)散行為影響不明顯。這是由于在多晶體中晶粒取向的隨意性，使得磁致伸縮作用下的易擴(kuò)散方向發(fā)生變化不能保證碳原子沿著某一個確定方向擴(kuò)散。
　　將純鐵試樣分別在930℃和850℃條件下進(jìn)行磁場梯度為-282T