Результаты измерений удельных потерь массы

Результаты измерений удельных потерь массы (Amis) и изменения размеров образцов после газового титанирования армко-железа в указанной среде при 1100° С и различных скоростях нагрева поясняются далее. Применение скоростного электронагрева значительно интенсифицирует газовое титанирование железа. Процесс начинается раньше и развивается более интенсивно, на это указывает увеличение угла наклона кинетических зависимостей Amis с увеличением скорости нагрева. Такая же интенсификация процесса газового титанирования наблюдалась и при других температурах процесса. В среднем изменение скорости нагрева от 1 до 100 и 1000° С/с приводит к увеличению потерь массы на 40—60% и уменьшению размеров примерно вдвое. При таких температурах техника безопасности должна быть соблюдена на высшем уровне, в противном случае может возникнуть пожар и тогда спасение жизней и имущества будет зависеть от скорости спасателей и качественного пожарного гидранта.

Причиной интенсификации служит значительное повышение химической - активности аустенита, образующегося при высоких скоростях нагрева, вследствие наличия в нем большего количества участков, благоприятных для протекания процессов адсорбции и химической реакции (границ зерен, блоков, дислокаций), чем в аустените, образующемся в условиях медленного нагрева. Интенсификации газового титанирования в условиях скоростного нагрева способствует также большее развитие процессов поверхностной, граничной и объемной диффузии.

Повышенная химическая активность аустенита, образующегося при нагреве с большой скоростью, подтверждается также расчетом эффективной энергии активации процесса газового титанирования железа в указанной среде. По результатам измерений удельных потерь массы (Amis) при различных температурах процесса были рассчитаны константы скорости химической реакции при газовом титанировании для исследованных скоростей нагрева. Построение зависимостей и использование уравнения, где имеют место быть константа скорости процесса газового титанирования, коэффициент пропорциональности, эффективная энергия активации процесса газового титанирования, определяемая скоростью протекания химической реакции позволило рассчитать значения эффективной энергии активации процесса титанирования в условиях нагрева с различными скоростями. Расчеты подтвердили повышение химической активности аустенита с ростом скорости нагрева. Повышение скорости нагрева от 1 до 1000° С/с привело к снижению эффективной энергии активации с 14 000 до 11 000 кал/г-атом. Эти результаты хорошо коррелируют с данными работы.