滲碳過程碳濃度的分布

1、20#鋼滲碳過程濃度分布數(shù)值模擬實驗實驗?zāi)康?、 用matlab軟件模擬離子滲碳過程中碳濃度分布曲線2、 用matlab軟件模擬離子滲碳過程中碳濃度分布曲線3、 在離子滲碳模型中層深與時間的關(guān)系曲線（溫度一定）4、 在離子滲碳模型中層深與溫度的關(guān)系曲線（時間一定）實驗原理物理描述本實驗是研究的是一維平表面問題，20#鋼氣體滲碳過程和離子滲碳過程中碳濃度在鋼內(nèi)部的分布曲線，以及根據(jù)離子滲碳碳濃度分布模型，得出當(dāng)溫度一定時，層深與時間的關(guān)系曲線；當(dāng)時間一定時，層深與溫度的關(guān)系曲線。本實驗認(rèn)為擴(kuò)散系數(shù)與碳濃度無關(guān)。 數(shù)學(xué)模型c2c1、方程： =D2 tx其中，D=D0exp（-Q2) D0=0.16

2、c2mRT/o l /s Q=13780J0m2、初始條件： c=(x,0)=c0邊界條件： -Dc）=b（cp-c） x3、方程解：bx+b2tc=(x,t)=c0+(cp-c0)erfc-exp()erfcbD傳熱系數(shù)b=3.96exp(-120830)cm/s RT此時為氣體滲碳當(dāng)b時為離子滲碳c(x,t)=c0+(cp+c0)erfc 4、離子滲碳過程中層深與t和T的關(guān)系d=實驗內(nèi)容1、20#鋼中的碳濃度為0.2%，查表可得到離子滲碳過程中層深與溫度的關(guān)系。2、根據(jù)數(shù)學(xué)模型及其解來編寫程序。實驗結(jié)果1、 離子滲碳中碳勢和溫度相同，不同時間下鋼中碳濃度的分布曲線。（碳勢為1.2%，溫度為

3、930）圖1圖1中滲碳時間分別為100s、200s、300s、500s。由圖可以看出，離子滲碳表面碳濃度在瞬間即可達(dá)到與碳勢相等的值，而鋼的內(nèi)部碳濃度則增加的速度比較緩慢，且離表面距離越遠(yuǎn)，碳濃度增長得越緩慢，隨著時間滲碳時間的增長，鋼內(nèi)部碳濃度逐漸增加。2、 離子滲碳中碳勢和滲碳時間相同，不同溫度下鋼的碳濃度的分布曲線（碳勢為1.2%，時間為300s）圖2圖2中滲碳不同溫度分別為860，900，930，950。由圖可以看出，在相同碳勢和時間下，不同溫度的碳濃度分布不同，隨著溫度的升高，在距離鋼表面相同位置處，碳濃度的值也逐漸升高。3、 離子滲碳中相同滲碳時間和溫度，不同碳勢下鋼的碳濃度分布曲線（時間為300s，溫度為930）圖3圖3中的碳勢分別為0.8%，1.0%，1.2%，1.5%。由圖可以看出，鋼在不同環(huán)境中碳濃度的分布曲線不相同；環(huán)境中的碳濃度越高（碳勢越高），鋼內(nèi)部的濃度也越高。4、氣體滲碳中碳勢和溫度相同，不同時間下鋼中碳濃度的分布曲線。（碳勢為1.2%，溫度為930）圖45、氣體滲碳中碳勢和滲碳時間相同，不同溫度下鋼的碳濃度的分布曲線（碳勢為1.2%，時間為300s）6、氣體滲碳中相同滲碳時間和溫度，不同碳勢下鋼的碳濃度分布曲線（時間為300s，溫度為930）7、離子滲碳過程中在