Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến hoạt độ và thế cacbon của môi trường thấm cacbon sử dụng khí gas công nghiệp việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ANH SƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN HOẠT ĐỘ VÀ THẾ CACBON CỦA MƠI TRƯỜNG THẤM CACBON SỬ DỤNG KHÍ GAS CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ANH SƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN HOẠT ĐỘ VÀ THẾ CACBON CỦA MÔI TRƯỜNG THẤM CACBON SỬ DỤNG KHÍ GAS CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Chuyên ngành: Kim loại học Mã số: 62.44.50.15 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN TƯ GS.TS NGUYỄN KHẮC XƯƠNG HÀ NỘI - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố công trình khác, sở khác dạng luận văn Tác giả luận án NGUYỄN ANH SƠN LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện sau Đại học, Khoa Khoa học công nghệ vật liệu tạo điều kiện thuận lợi, động viên khuyến khích giúp đỡ tác giả trình học tập thực cơng trình nghiên cứu Tác giả xin tỏ lòng biết ơn đến Thày giáo hướng dẫn PGS Nguyễn Văn Tư GS Nguyễn Khắc Xương, môn Vật liệu học, Xử lý nhiệt bề mặt, trường Đại học Bách khoa Hà Nội t ận tình hướng dẫn định hướng dìu dắt tác giả suốt trình nghiên cứu Xin cảm ơn Thày Cô, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ chia sẻ khó khăn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Tác giả luận án NGUYỄN ANH SƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ v LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ THẤM CACBON 1.1 Công nghệ thấm cacbon giới Việt Nam 1.1.1 Công nghệ thấm cacbon giới .3 1.1.2 Tình hình áp dụng cơng nghệ thấm cacbon nước 1.2 Xu hướng nghiên cứu nước giới 1.2.1 Những vấn đề thấm cacbon 1.2.2 Điều khiển trình thấm vấn đề tồn 13 CHƯƠNG II CƠ SỞ Q TRÌNH THẤM CACBON THỂ KHÍ 16 2.1 Thép thấm 16 2.2 Chất thấm 19 2.2.1 Chất thấm sở nhiên liệu hố thạch – Khí endo 19 2.2.2 Chất thấm sở nguyên liệu sinh học - Metanol (CH3OH) 20 2.3 Sự hình thành mơi trường thấm yếu tố ảnh hưởng 20 2.3.1 Sự hình thành mơi trường thấm sử dụng khí endo .20 2.3.2 Metanol môi trường thấm sở metanol 23 2.4 Hoạt độ cacbon môi trường thấm - Cơ sở nhiệt động học 24 2.4.1 Khái niệm hoạt độ 24 2.4.2 Cân phản ứng môi trường thấm 26 2.4.3 Hoạt độ cacbon môi trường thấm – Tương tác môi trường thấm thép .30 2.4.4 Thế cacbon môi trường thấm – Các phương pháp xác định cacbon 32 2.4.5 Hoạt độ cacbon dung dịch rắn austenit yếu tố ảnh hưởng .35 2.5 Hệ số truyền cacbon 38 2.5.1 Sự truyền cacbon dòng truyền chất 38 2.5.2 Sự truyền chất phản ứng hoá học 42 2.6 Khuếch tán hình thành lớp thấm, phân bố nồng độ cacbon lớp thấm yếu tố ảnh hưởng 45 2.6.1 Cơ chế khuếch tán cacbon austenit 45 2.6.2 Hệ số khuếch tán cacbon austenit thép cacbon 46 2.6.3 Hệ số khuếch tán cacbon austenit thép hợp kim 47 2.6.4 Sự hình thành lớp thấm cacbon 49 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .51 Phương hướng phát triển công nghệ 51 Đặt vấn đề nghiên cứu .51 CHƯƠNG III THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 3.1 Nguyên vật liệu sử dụng 53 3.2 Thiết bị đo, phân tích đánh giá mơi trường thấm, thép thấm 55 3.2.1 Cảm biến Oxy : Gold Probe hãng SSI ( USA ) 55 3.2.2 Cảm biến hydrô 57 3.2.3 Thiết bị xác định nồng độ CO &CO2 59 3.2.4 Phương pháp sắc ký khí 60 3.2.5 Thiết bị đánh giá tổ chức tính chất thép thấm 60 3.3 Thiết bị thực nghiệm .62 3.3.1 Lò thấm .62 3.3.2 Hệ thống kiểm sốt lưu lượng khí vào lò .63 3.4 Phương pháp nghiên cứu 65 3.4.1 Xác định CP phương pháp cân 65 3.4.2 Phương pháp xác định hoạt độ cacbon hệ số truyền cacbon 66 3.4.3 Quy trình thực nghiệm áp dụng cho mẫu khối 67 CHƯƠNG IV SỰ HÌNH THÀNH MƠI TRƯỜNG THẤM VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT ĐỘ VÀ THẾ CACBON CỦA MÔI TRƯỜNG 68 4.1 Sự hình thành mơi trường thấm với chất thấm sử dụng hỗn hợp khí gas, CO2 N2 68 4.1.1 Thành phần khí gas sau phản ứng .68 4.1.2 Thành phần ôxy môi trường thấm 72 4.1.3 Sự hình thành mơi trư ờng thấm .73 4.2 Ảnh hưởng thành phần khí thấm tới hoạt độ cacbon môi trường thấm 75 4.2.1 Ảnh hưởng nitơ 77 4.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ khí CO2/gas đến hoạt độ cacbon cacbon 81 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thấm thời gian lưu khí đến hoạt độ cacbon cacbon môi trường thấm 91 4.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thấm 91 4.3.2 Ảnh hưởng thời gian lưu khí 96 CHƯƠNG V HỆ SỐ TRUYỀN CACBON VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG - SỰ HÌNH THÀNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH CHẤT LỚP THẤM 100 5.1 Ảnh hưởng yếu tố tới hệ số truyền cacbon c .100 5.1.1 Hệ số truyền cacbon 100 5.1.2 Ảnh huởng tỷ lệ khí CO2/gas tới hệ số truyền cacbon 101 5.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thấm .104 5.1.4 Ảnh hưởng thời gian lưu 106 5.2 Tổ chức tính chất lớp thấm .108 5.2.1 Tổ chức tế vi thép cacbon 108 5.2.2 Tổ chức tính chất lớp thấm thép 20CrMo 111 5.3 Điều khiển cacbon cảm biến hyđrô 114 KẾT LUẬN VÀ CÁC KIẾN NGHỊ 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO .119 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG B Ố PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT endo: khí endothermic g : entanpi tự riêng phần cấu tử i g : entanpi tự Raoult cấu tử i g : entanpi tự Henrry cấu tử i a : hoạt độ Raoult cấu tử i a : hoạt độ Henrry cấu tử i R: số khí γ : hệ số hoạt độ Raoult cấu tử i γ : hệ số hoạt độ Henrry theo số mol cấu tử i f : hệ số hoạt độ Henrry theo khối lượng cấu tử i pi: áp suất riêng phần khí i Kp: số cân phản ứng (aC): hoạt độ cacbon môi trường thấm : hoạt độ cacbon dung dịch rắn austenit CP: cacbon môi trường thấm [%C]: thành phần phần trăm khối lượng cacbon : hệ số tương tác cacbon với nguyên tố hợp kim j : hệ số truyền cacbon dòng truyền chất c: hệ số truyền cacbon thơng qua phản ứng hố học Cs: nồng độ cacbon bề mặt thép Co: nồng độ cacbon lõi thép D: Hệ số khuếch tán Do: số khuếch tán Q: Năng lượng hoạt q trình khuếch tán Khí gas: Khí gas hố lỏng (LPG) hãng Petrolimex i DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tr Bảng 1.1 Đặc điểm công nghệ thấm C áp suất thấp Bảng 1.2 Một số sở sản xuất sử dụng công nghệ thấm cacbon Bảng 1.3 Một vài ví dụ cơng nghệ thấm sử dụng công nghiệp CHLB Đức 14 Bảng 2.1 Thành phần mác thép theo tiêu chuẩn AISI 21 Bảng 2.2 Khí thấm endogas sử dụng hỗn hợp propan khơng khí 21 Bảng 2.3 Khí endo khác 21 Bảng 2.4 Thành phần CO CO2 theo cân Boudouard 22 Bảng 2.5 Thành phần CO CO2 với lưu lượng khí khác 24 Bảng 2.6 Thành phần môi trường thấm phụ thuộc vào thành phần khí thấm 24 Bảng 2.7 Động lực phản ứng số phản ứng mơi trường khí thấm 26 Bảng 2.8 Hệ số hiệu chỉnh cacbon số loại thép 33 Bảng 2.9 Tính thiết bị xác định cacbon thông dụng 35 Bảng 2.10 Hệ số tương tác cacbon với nguyên tố hợp kim hệ hợp kim khác 37 Bảng 2.11 Hoạt độ cacbon austenit loại thép khác 38 Bảng 2.12 Hệ số truyền chất  với hỗn hợp khí khác 44 Bảng 2.13 Hệ số khuếch tán D cacbon austenit phụ thuộc vào nhiệt độ hàm lượng cacbon tính tốn theo cơng thức 47 Bảng 2.14 Hằng số Do, Q hệ số khuếch tán D mác thép thấm thông dụng 48 ii Bảng 3.1 Đặc điểm khí N2 CO2 thương phẩm 53 Bảng 3.2 Đặc tính khí gas PETROLIMEX 53 Bảng 3.3 Thành phần hoá học mác thép nghiên cứu 55 Bảng 4.1 Thành phần khí CxHy khơng phân huỷ nhiệt độ thấm khác (tính toán phần mềm Thermocalc) 68 Bảng 4.2 Thành phần khí C xHy khí lị với tỷ lệ CO2/gas thời gian lưu  khác 70 Bảng 4.3 Thành phần khí mơi trường thấm điều kiện cân với 40%N2 77 Bảng 4.4 Thành phần khí môi trường thấm đo nhiệt độ 920oC với 40%N2 79 Bảng 4.5 Thành phần khí mơi trường thấm với 70%N2 hỗn hợp chất thấm 80 Bảng 4.6 Thành phần khí hoạt độ cacbon môi trường với 40%N2 hỗn hợp chất thấm 83 Bảng 4.7 Thành phần khí hoạt độ cacbon môi trường thấm với tỷ lệ CO2/gas khác (pha loãng 70%N2) 88 Bảng 4.8 Thành phần khí mơi trường thấm nhiệt độ thấm 93 Bảng 4.9 Thế cacbon nhiệt độ thấm 900oC 920oC 95 Bảng 4.10 Ảnh hưởng thời gian lưu khí tới thành phần khí hoạt độ cacbon môi trường 98 Bảng 5.1 Hoạt độ cacbon austenit nhiệt độ khác 101 Bảng 5.2 Nồng độ hoạt độ cacbon austenit thép cacbon thép hợp kim 102 Bảng 5.3 Hệ số truyền cacbon lên thép cacbon thép hợp kim với tỷ lệ khí CO2/gas khác 102 Bảng 5.4 Nồng độ hoạt độ cacbon austenit thép cacbon thép hợp kim với tỷ lệ khí CO2/gas=2,5 nhiệt độ thấm 900oC 920oC 104 Bảng 5.5 Nồng độ hoạt độ cacbon austenit thép cacbon 105 iii Chrom-Card Report Method Name : 500kPa 50C_10m 50C_m_to_100C V3O Method File : E:\SETUP\HLong\GC-RGA\MAT 5000 Simulation Testing April 71.mth Chromatogram : E:\SETUP\Vu\Gas Analyte\1_2_144.dat Operator ID : Zeton Company Name : Analysed : 23/05/2009 08:14 Printed : 23/05/2009 11:29 Sample ID : M5 Channel : (Channel 1) Analysis Type : UnkNown (Area) Calc Method : Norm Area % Calib method : using Response Factors !!! Warning missing one or more peaks Warning Chromatogram has been subjected to manual integration X.F -100.0000 Component Name % Mol Ret.Time Area BC Resp Fact - CO 23.9716 9.38 450722 mi 63.5889 CO2 0.0000 37.13 1290336 mi 0.0000 0.4217 37.98 504196 mi 1.0000 21.7614 45.48 26018270 mi 1.0000 H2 53.8453 48.86 56014290 mi 1.1493 Totals 100.0000 84277820 Chrom-Card Report Method Name : 500kPa 50C_10m 50C_m_to_100C V3O Method File : E:\SETUP\HLong\GC-RGA\MAT 5000 Simulation Testing April 71.mth Chromatogram : E:\SETUP\Vu\Gas Analyte\1_2-5_12phut.dat Operator ID : Zeton Company Name : Analysed : 28/05/2009 15:09 Printed : 01/06/2009 10:19 Sample ID : M9 Channel : (Channel 1) Analysis Type : UnkNown (Area) Calc Method : Norm Area % Calib method : using Response Factors !!! Warning missing one or more peaks Warning Chromatogram has been subjected to manual integration X.F -100.0000 Component Name % Mol Ret.Time Area BC Resp Fact - CO 13.9028 9.46 267144 mi 63.5889 CO2 0.0000 37.21 1958752 mi 0.0000 0.4207 38.05 514056 mi 1.0000 29.6814 45.55 36266880 mi 1.0000 H2 55.9951 48.93 59529790 mi 1.1493 Totals 100.0000 98536620 Chrom-Card Report Method Name : 500kPa 50C_10m 50C_m_to_100C V3O Method File : E:\SETUP\HLong\GC-RGA\MAT 5000 Simulation Testing April 71.mth Chromatogram : E:\SETUP\Vu\Gas Analyte\1_15 _ 14_4.dat Operator ID : Zeton Company Name : Analysed : 29/05/2009 14:15 Printed : 01/06/2009 10:25 Sample ID : M15 Channel : (Channel 1) Analysis Type : UnkNown (Area) Calc Method : Norm Area % Calib method : using Response Factors !!! Warning missing one or more peaks Warning Chromatogram has been subjected to manual integration X.F -100.0000 Component Name % Mol Ret.Time Area BC Resp Fact - CO 21.1554 9.53 404660 mi 63.5889 CO2 1.3208 37.33 1606492 mi 1.0000 28.3552 45.67 34489180 mi 1.0000 H2 49.1686 49.10 52034980 mi 1.1493 Totals 100.0000 88535310 Chrom-Card Report Method Name : 500kPa 50C_10m 50C_m_to_100C V3O Method File : E:\SETUP\HLong\GC-RGA\MAT 5000 Simulation Testing April 71.mth Chromatogram : E:\SETUP\Vu\Gas Analyte\1_15_12.dat Operator ID : Zeton Company Name : Analysed : 22/05/2009 15:51 Printed : 23/05/2009 11:35 Sample ID : M2 Channel : (Channel 1) Analysis Type : UnkNown (Area) Calc Method : Norm Area % Calib method : using Response Factors !!! Warning missing one or more peaks Warning Chromatogram has been subjected to manual integration X.F -100.0000 Component Name % Mol Ret.Time Area BC Resp Fact - CO 17.4975 9.35 337692 mi 63.5889 CO2 0.0000 37.07 1305028 mi 0.0000 0.6899 37.93 846704 mi 1.0000 28.1500 45.43 34546440 mi 1.0000 H2 53.6626 48.81 57300100 mi 1.1493 Totals 100.0000 94335960 Chrom-Card Report Method Name : 500kPa 50C_10m 50C_m_to_100C V3O Method File : E:\SETUP\HLong\GC-RGA\MAT 5000 Simulation Testing April 71.mth Chromatogram : E:\SETUP\Vu\Gas Analyte\1_15_14_4.dat Operator ID : Zeton Company Name : Analysed : 22/05/2009 14:47 Printed : 23/05/2009 11:24 Sample ID : M1 Channel : (Channel 1) Analysis Type : UnkNown (Area) Calc Method : Norm Area % Calib method : using Response Factors !!! Warning missing one or more peaks Warning Chromatogram has been subjected to manual integration X.F -100.0000 Component Name % Mol Ret.Time Area BC Resp Fact - CO 14.3032 9.34 275474 mi 63.5889 CO2 0.0000 37.04 823120 mi 0.0000 0.4695 37.92 575036 mi 1.0000 42.2360 45.40 51726340 mi 1.0000 H2 42.9913 48.82 45810880 mi 1.1493 Totals 100.0000 99210850 Chrom-Card Report Method Name : 500kPa 50C_10m 50C_m_to_100C V3O Method File : E:\SETUP\HLong\GC-RGA\MAT 5000 Simulation Testing April 71.mth Chromatogram : E:\SETUP\Vu\Gas Analyte\1_25 _14_4 phut.dat Operator ID : Zeton Company Name : Analysed : 29/05/2009 10:44 Printed : 01/06/2009 10:37 Sample ID : M12 Channel : (Channel 1) Analysis Type : UnkNown (Area) Calc Method : Norm Area % Calib method : using Response Factors !!! Warning missing one or more peaks Warning Chromatogram has been subjected to manual integration X.F -100.0000 Component Name % Mol Ret.Time Area BC Resp Fact - CO 17.6959 9.52 340124 mi 63.5889 CO2 0.0000 37.31 2291636 mi 0.0000 0.4579 38.17 559688 mi 1.0000 28.2836 45.66 34568500 mi 1.0000 H2 53.5626 49.08 56959500 mi 1.1493 Totals 100.0000 94719460 Chế độ thí nghiệm hàm lượng cacbua hyđrơ khí lị Lưu lượng Tỷ lệ Gas/CO2 [l/h] Tỷ lệ thấm [l/h] Tỷ lệ thấm [vạch] Kêt đo GAS N2 T mV Cp Dp CxHy CP CO2 GAS N2 CO2 12.96 8.64 14.4 0.15 0.086 0.2 930 1152 1.02 -11 0.11 1.54 15.43 6.17 14.4 0.21 0.07 0.2 930 1130 0.74 -6 0.06 1.02 16.2 10.8 18 0.23 0.11 0.27 930 1124 0.7 -5 0.14 1.02 18 18 0.25 0.097 0.27 933 1107 0.5 0.09 0.84 19.3 7.7 18 0.26 0.08 0.27 930 1101 0.46 0.09 0.77 19.44 12.96 21.6 0.27 0.13 0.31 933 1127 0.72 -5 0.17 1.03 21.6 10.8 21.6 0.33 0.11 0.31 933 1109 0.57 -5 0.14 0.79 23.14 9.26 21.6 0.37 0.094 0.31 933 1078 0.31 0.12 0.49 32.4 16.2 32.4 0.52 0.16 0.47 930 1077 0.51 0,17 0.51 τ lưu 36 :1.5 18 36 1:2 18 45 1:1.5 14.4 45 1:2 14.4 54 1:2.5 14.4 54 1:1.5 12 54 1:2 12 54 1:2.5 12 81 1:2 PHỤ LỤC IV Tính tốn thành phần khí O2 mơi trường thấm 1.Nhiệt độ T = 850 0C a) Nhiệt độ Tss = 850 0C, TR = 9.855/5 + 491,67 = 2030,67 Ec = 1112 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1112/(0,0119.2030,67)) = 2,18.10-21 (atm) b) Nhiệt độ Tss = 850 0C, TR = 9.850/5 + 491,67 = 2021,67 Ec = 1114 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1114/(0,0119.2021,67)) = 1,63.10-21 (atm) c) Nhiệt độ Tss = 850 0C, TR = 9.850/5 + 491,67 = 2021,67 Ec = 1121(mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1121/(0,0119.2021,67)) = 1,22.10-21 (atm) d) Nhiệt độ Tss = 850 0C, TR = 9.850/5 + 491,67 = 2021,67 Ec = 1125 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1125/(0,0119.2021,67)) = 1,03.10-21 (atm) d) Nhiệt độ Tss = 850 0C, TR = 9.850/5 + 491,67 = 2021,67 Ec = 1128 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1128/(0,0119.2021,67)) = 0,91.10-21(atm) e) Nhiệt độ Tss = 850 0C, TR = 9.850/5 + 491,67 = 2021,67 Ec = 1131 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1131/(0,0119.2021,67)) = 0,81.10-21 (atm) Nhiệt độ T = 870 0C a) Nhiệt độ Tss = 870 0C, TR = 9.865/5 + 491,67 = 2048,67 Ec = 1101 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1101/(0,0119 2048,67)) = 5,13.10-21 (atm) b) Nhiệt độ Tss = 870 0C, TR = 9.870/5 + 491,67 = 2057,67 Ec = 1111 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1111/(0,0119 2057,67)) = 4,15.10-21 (atm) c) Nhiệt độ Tss = 870 0C, TR = 9.870/5 + 491,67 = 2057,67 Ec = 1120 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1120/(0,0119 2057,67.)) = 2,88.10-21 (atm) d) Nhiệt độ Tss = 865 0C, TR = 9.865/5 + 491,67 = 2048,67 Ec = 1125 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1125/(0,0119 2048,67)) = 1,92.10-21 (atm) e) Nhiệt độ Tss = 870 0C, TR = 9.870/5 + 491,67 = 2057,67 Ec = 1130(mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1130/(0,0119 2057,67)) = 1,91.10-21 (atm) f) Nhiệt độ Tss = 870 0C, TR = 9.870/5 + 491,67 = 2057,67 Ec = 1133 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1133/(0,0119.2057,67)) = 1,7.10-21 (atm) g) Nhiệt độ Tss = 870 0C, TR = 9.870/5 + 491,67 = 2057,67 Ec = 1140 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1140/(0,0119.2057,67)) = 1,27.10-21 (atm) h) Nhiệt độ Tss = 870 0C, TR = 9.870/5 + 491,67 = 2057,67 Ec = 1146 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1146/(0,0119.2057,67)) = 0,99.10-21 (atm) Nhiệt độ T = 900 0C a) Nhiệt độ Tss = 900 0C, TR = 9.900/5 + 491,67 = 2111,67 Ec = 1110 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1110/(0,0119 2111,67)) = 13,8.10-21 (atm) b) Nhiệt độ Tss = 900 0C, TR = 9.900/5 + 491,67 = 2111,67 Ec = 1120 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1120/(0,0119 2111,67)) = 9,3.10-21 (atm) c) Nhiệt độ Tss = 900 0C, TR = 9.900/5 + 491,67 = 2111,67 Ec = 1127 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1127/(0,0119 2111,67)) = 7,0.10-21 (atm) d) Nhiệt độ Tss = 900 0C, TR = 9.900/5 + 491,67 = 2111,67 Ec = 1135 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1135/(0,0119 2111,67)) = 5,1.10-21 (atm) Nhiệt độ T = 920 0C a) Nhiệt độ Tss = 920 0C, TR = 9.920/5 + 491,67 = 2147,67 Ec = 1113 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1113/(0,0119 2147,67)) = 25,7.10-21 (atm) b) Nhiệt độ Tss = 920 0C, TR = 9.920/5 + 491,67 = 2147,67 Ec = 1125 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1125/(0,0119 2147,67)) = 16,1.10-21 (atm) c) Nhiệt độ Tss = 920 0C, TR = 9.920/5 + 491,67 = 2147,67 Ec = 1133 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1133/(0,0119 2147,67)) = 11,8.10-21 (atm) d) Nhiệt độ Tss = 920 0C, TR = 9.920/5 + 491,67 = 2147,67 Ec = 1140 (mV) Thay vào : P1 = 0,209.exp (-1140/(0,0119 2147,67)) = 8,9.10-21 (atm) PHỤ LỤC V Code phần mềm Thermocalc Chương trình tính tốn cân b ằng hoạt độ cacbon môi trường thấm SYS: goto_database  (Khởi động sở liệu) TDB_PKP: switch_database user  (Mở cở sở liệu USER) (Ta chon sở liệu Gas-Do ta tính tốn cho khí ) TDB_USER: Define-system Elements C H O  (Định nghĩa nguyên tố ) TDB_USER: Get  (Kích hoạt cở sở liệu gas) TDB_USER: Goto Poly-3  (Chuyển tới modul tính tốn Poly-3) POLY_3: Set_condition t = *** p=1.2e5  (Nhập hai điều kiện nhiệt độ thấm(K) áp suất tổng môi trường lò ) POLY_3: Set_input_amounts  (Ta nhập số mol khí lị trên) Quantily: n(C3h8)=*** n(C4H10)=*** n(C1O2)=***  (***: số mol khí) POLY_3: List_Conditions  (Kiểm tra lại điều kiện cân bậc tự tính tốn tiếp) POLY_3: Compute_Equilibrium  (Tính tốn cân bằng) POLY_3: List_ Equilibrium  (Liệt kê cân đơn) Output to screen or file/screen/: (Ta đưa hình ho ặc dạng text) Options/VWCS/:VXNS  (Ta đưa dạng liệt kê thích hợp) V :Theo mức độ giá trị thành phần X : Liệt kê theo phần mol N : Liệt kê thành phần cấu tạo chất S : Chỉ liệt kê pha POLY_3: Show ac(c)  (Hiển thị hoạt độ cacbon austenit) Tính hoạt độ cacbon Austenit sử dụng phần mềm Thermocalc: SYS: goto_database  (Khởi động sở liệu) TDB_PKP: switch_database user  (Mở cở sở liệu USER) (Chọn sở liệu SSOL ) TDB_USER: Define-system C Fe Cr Mo  (Định nghĩa nguyên tố ) TDB_USER: Get  (Kích hoạt cở sở liệu SSOL) TDB_USER: Goto Poly-3  (Chuyển tới modul tính tốn Poly-3) POLY_3: Set_condition t = *** p=1.03e5 w(c)=*** w(cr)=*** w(mo)=*** n=1 (Nhập điều kiện nhiệt độ thấm(K), áp suất tổng mơi trường lị,thành phần ngun tố thép ) POLY_3: List_Conditions  (Kiểm tra lại điều kiện cân bậc tự tính tốn tiếp) POLY_3: Compute_Equilibrium  (Tính tốn cân bằng) POLY_3: Show_value ac(c)  (Tính hoạt độ cacbon Austenit nhiệt độ thấm) DANH MỤC CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ ===== Nghiên cứu khả quay vịng khí thải thấm cacbon thể khí sử dụng khí gas Việt Nam lên loại thép cơng nghiệp, Tạp chí Khoa học công nghệ kim loại 34 (2/2011) Ảnh hưởng H2 đến q trình thấm cacbon thể khí sử dụng khí gas cơng nghiệp, Tạp chí Khoa học công nghệ kim loại 39 (12/2011) Ảnh hưởng Cr tới hệ số truyền cacbon đến hệ số truyền chất thấm cacbon thể khí sử dụng khí gas cơng nghiệp, Tạp chí Khoa học cơng nghệ kim loại 40 (02/2012) 123 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ANH SƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN HOẠT ĐỘ VÀ THẾ CACBON CỦA MƠI TRƯỜNG THẤM CACBON SỬ DỤNG KHÍ GAS CƠNG NGHIỆP... hưởng thành phần khí thấm tới hoạt độ cacbon mơi trường thấm 75 4.2.1 Ảnh hưởng nitơ 77 4.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ khí CO2 /gas đến hoạt độ cacbon cacbon 81 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thấm. .. cơng nghệ thấm nước ngồi Với mục đích nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ tới hoạt độ cacbon môi trường thấm, luận án hy vọng góp phần phát triển cơng nghệ thấm cacbon thể khí Việt Nam TÁC