1. Ảnh hưởng của thời gian lưu tại nhiệt độ thấm 500 oC
Các kết quả thu được sau khi thấm nitơ trong điều kiện áp suất môi trường thấm p = 103 kPa, thời gian thấm t = 4 giờ, nhiệt độ thấm T = 500 oC trên thép C20 và 20Cr:
TT Mẫu τ lưu,phút %N Độ phân hủy
NH3, % (aN) <aN>.10 4 βN.104 1 20 5 1.44 46.2 3.06 3.40 1.11 2 20 6 1.11 50.4 2.00 3.40 1.70 3 20 9 1.06 57.6 0.98 3.40 3.46 4 20Cr 5 2.35 46.2 3.06 3.40 1.11 5 20Cr 6 1.99 50.4 2.00 3.40 1.70 6 20Cr 9 1.77 57.6 0.98 3.40 3.46
Bảng 3.1 Các kết quả thu được sau khi ở nhiệt độ thấm 500 oC
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian lưu và hệ số truyền βN:
Hình 3.1 Hệ số truyền nitơ βN ở nhiệt độ thấm 500°C
Từ kết quả nhận được cho thấy, với cả hai loại thép C20 và 20Cr, ở nhiệt độ
oC, khi tăng thời gian lưu từ 5 phút lên 6 phút, 9 phút, hệ số truyền nitơ β tăng.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 6 7 8 9 βN .1 0 6
Thời gian lưu, phút
C20 20Cr
Nguyên nhân là do khi tăng thời gian lưu (giảm lượng khí thấm cấp vào), độ phân hủy NH3 tăng, dẫn đến hoạt độ của nitơ trong môi trường thấm (aN) giảm. Trong khi đó hoạt độ nitơ trong thép <aN> thay đổi rất ít, dẫn đến hệ số truyền nitơ βN
tăng. Ở khoảng thời gian lưu từ 5 phút đến 9 phút, hệ số truyền nitơ βN gần như tăng tỷ lệ tuyến tính với thời gian lưu, từ 1,11.10-4 lên 3,46.10-4.
2. Ảnh hưởng của thời gian lưu tại nhiệt độ thấm 520 oC
Các kết quả thu được sau khi thấm nitơ trong điều kiện áp suất môi trường thấm p = 103 kPa, thời gian thấm t = 4 giờ, nhiệt độ thấm T = 520 oC trên thép C20 và 20Cr:
TT Mẫu τ lưu,phút %N Độ phân hủy
NH3, % (aN) <aN>.10 4 βN.104 1 20 5 1.31 39.8 6.04 3.40 0.56 2 20 6 1.03 46.2 3.06 3.40 1.11 3 20 9 0.86 50.8 1.92 3.40 1.77 4 20Cr 5 2.08 39.8 6.04 3.40 0.56 5 20Cr 6 1.54 46.2 3.06 3.40 1.11 6 20Cr 9 1.44 50.8 1.92 3.40 1.77
Bảng 3.2 Các kết quả thu được sau khi ở nhiệt độ thấm 520 oC
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian lưu và hệ số truyền βN:
Hình 3.2 Hệ số truyền nitơ βN ở nhiệt độ thấm 520°C
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.82 5 6 7 8 9 βN .10 6
Thời gian lưu, phút
C20 20Cr
Tương tự như chế độ thấm ở nhiệt độ 500 oC, ở nhiệt độ thấm 520 oC, khi
tăng thời gian lưu từ 5 phút lên 6 phút, 9 phút, hệ số truyền nitơ βN tăng. Ở khoảng thời gian lưu từ 5 phút đến 6 phút, hệ số truyền nitơ βN tăng mạnh từ 0,56.10-4 lên 1,11.10-4. Nhưng ở giai đoạn thời gian lưu từ 6 phút đến 9 phút, hệ số truyền βN
tăng chậm hơn từ 1,11.10-4 lên 1,77.10-4. Nguyên nhân là do ở giai đoạn đầu, khi tăng thời gian lưu từ 5 phút lên 6 phút, độ phân hủy NH3 tăng nhanh, từ 39.8 lên
46.2 %, dẫn đến hoạt độcủa nitơ trong môi trường thấm (aN) giảm mạnh. Trong khi đó hoạt độ nitơ trong thép <aN> thay đổi rất ít, dẫn đến hệ số truyền nitơ βN tăng
nhanh. Ở giai đoạn sau, khi thời gian lưu tăng từ 6 phút lên 9 phút, tốc độ tăng độ phân hủy chậm lại, từ 46.2 lên 50.8 %, dẫn đến hoạt độ của nitơ trong môi trường thấm (aN) giảm chậm hơn, làm cho hệ số truyền nitơ βN tăng chậm hơn.
3. Ảnh hưởng của thời gian lưu tại nhiệt độ thấm 550 oC
Các kết quả thu được sau khi thấm nitơ trong điều kiện áp suất môi trường
thấm p = 103 kPa, thời gian thấm t = 4 giờ, nhiệt độ thấm T = 550 oC trên thép C20
và 20Cr:
TT Mẫu τ lưu,phút %N Độ phân hủy
NH3, % (aN) <aN>.10 4 βN.104 1 20 5 1.00 30.8 17.71 3.43 0.19 2 20 6 0.99 37.6 7.73 3.43 0.44 3 20 9 0.75 40.4 5.65 3.43 0.61 4 20Cr 5 2.08 39.8 17.71 3.43 0.19 5 20Cr 6 1.54 46.2 7.73 3.43 0.44 6 20Cr 9 1.44 50.8 5.65 3.43 0.61
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian lưu và hệ số truyền βN:
Hình 3.3 Hệ số truyền nitơ βN ở nhiệt độ thấm 550°C
Tương tự như chế độ thấm ở nhiệt độ 500 và 520 oC, ở nhiệt độ thấm 550 oC,
khi tăng thời gian lưu từ 5 phút lên 6 phút, 9 phút, hệ số truyền nitơ βN tăng. Ở khoảng thời gian lưu từ 5 phút đến 6 phút, hệ số truyền nitơ βN tăng mạnh từ
0,19.10-4 lên 0,44.10-4. Nhưng ở giai đoạn thời gian lưu từ 6 phút đến 9 phút, hệ số truyền βN tăng chậm hơn từ 0,44.10-4 lên 0,61.10-4.
4. Nhận xét
Các kết quả cho thấy, với chế độ thấm T = 500, 520 và 550 oC, khi tăng thời gian lưu khí thấm từ 5 phút lên 9 phút, hệ số truyền nitơ βN tăng. Ở khoảng thời gian lưu từ 5 phút đến 6 phút, hệ số truyền nitơ βN tăng mạnh hơn, thể hiện trên độ thị là một đường dốc đi lên. Ở giai đoạn thời gian lưu từ 6 phút đến 9 phút, hệ số truyền βN tăng chậm hơn, đồ thị đi lên thoải hơn.
