零件在加熱過程中爐內氣氛與鋼將發生化學反應

2019-04-10 16:25

電動推桿零件在加熱過程中爐內氣氛與鋼將發生化學反應，氣氛中氣體與氣體之間也要發生反應。這些氣體與鋼發生化學反應的方向是正反應還是逆反應，氣體與氣體之間發生的反應將給加熱過程的鋼造成氧化、脫碳或還原、增碳，是熱處理過程很重要的問題。如果在鋼的加熱過程中嚴格控制爐子溫度、壓力，控制通人爐子內氣體各成分的混合比(原料氣體和空氣的混合比)等，使爐子的各種因素不變。經過一段時間，爐子內的氣體成分就會相對穩定在一定數值以內，不隨時間而變。這時爐子內的氣氛處于平衡狀態，這就是所謂的“化學平衡”狀態。但是，所謂的“化學平衡”狀態總是由相對靜止不斷地轉化為顯著變動，爐子內的氣體與氣體之間，氣體與鋼材之間，由平衡到不平衡。平衡狀態是相對、暫時、有條件的，不平衡是的。當加人少量原料氣或適當調整溫度、增加壓力時，這個平衡就被破壞，氣體的反應將向一個方向進行。而這些反應的方向與氣氛所處的條件有很大的關系。溫度的高低，某種氣體成分的多少，爐子內氣體成分的壓力等都將影響氣體反應的方向。爐子內氣氛反應方向的變化直接影響熱處理零件的質量。要保證熱處理零件的質量，就要保證爐子內氣氛按照要求進行反應。氣體反應方向的判斷和爐子內氣氛的條件和氣體的能量有關。爐子氣氛的變化使爐內氣氛的能量隨之發生變化，高位能的氣氛具有向低位能的方向進行反應的趨勢。從物理學的角度看，一個重物在凸凹不平的地面上，在更低位置時重物處于最穩定狀態。也就是說重物的位能越低，穩定性越高。如果重物處于高位能狀態，就有向低位能狀態變化的趨勢。同樣，在普通化學里，原子中的電子所處的能級越低，其穩定性越好。在受到激發后高能電子總是要釋放出能量降低能級，向低能級發展。氫與氫原子之間，氧與氧原子之間相互作用的位能高于氫原子與氧原子相互作用的位能。所以氫原子與氧原子有相互化合成水(H20)分子的趨勢。這就是“能量降低原理”。在物理化學中，水加熱后變成水蒸氣，吸收熱量后的水蒸氣位能比水高，但是水蒸氣位能在高溫狀態比水穩定。在這種情況下不符合普通物理、化學的“能量降低原理”。其實，物理化學中這種現象仍然服從“能量降低原理”，只是在不同條件下，隨著體系的不斷變化，物質降低的能量種類不同而已。