KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thành ph ần, tổ chức của gang cầu ở tr ạng thái đúc
67Thay giá trị nhiệt độ thí nghiệm là 900 o C vào công thức ( 1.4), tính được hệ
số khuếch tán D. Thay giá trị của hệ số khuếch tán D và thời gian giữ nhiệt là 2 giờ (7200 s) vào công thức (3.2), tính được chiều dài khuếch tán ở 900 oC là 262 m. Giá trị này vượt xa khoảng cách giữa hai hạt graphit (187m) của gang nghiên cứu. Điều này chứng tỏ, thời gian austenit hóa 2 giờ (7200 s) đã quá đủ để đảm bảo cho các nguyên tử C khuếch tán suốt chiều dài giữa hai hạt graphit. Kết quả này được khẳng định trên hình 3.8. Khi austenit hóa ở 900 oC, sau khoảng 100 phút, nồng độ C trong mẫuđã đạt trạng thái bão hòa (0,93 %).
Bảng 3.6. Khoảng cách khuếch tán của C trong austenit (tính theo công thức (1.4) và (3.2)).
T (oC) Hệ số khuếch tán
D, m2/s Thời gian khuếch
tán, s Khoảng cách
khuếch tán, 10 -6 m
870 7,17E-13 7200 221
900 7,26E-13 7200 262
930 7,35E-13 7200 307
Tính năng lƣợng hoạt hóa của chuyển biến austenit.
Xét quá trình austenit hóa các tấm peclit. Trong quá trình này, biên giới ferit và xementit có nồng độ C = 6,67 %, nồng độ C ban đầu trong ferit Co = 0,008 %. Hàm lượng C trong ferit thay đổi từ 0.008 % đến giá trị cực đại Cmax. Lập tỉ số biến đổi hàm lượng C:
(3.3)
Gọi (f) là tỷ phầnchuyển biến peclit thành austenit theo thời gian và nhiệt độ.
Khi thời gian t = 0; tức là chưa xảy ra chuyển biến, tỷ phần chuyển biến f = 0. Trong công thức (3.3), nồng độ Cx,t = Conên hệ số F = 0.
Khi thời gian đạt giá trị tới hạn, chuyển biến xảy ra hoàn toàn, toàn bộ peclit đã chuyển thành austenit, tỷ phầnchuyển biến f = 100 % = 1. Trong công thúc (3.3) hàm lượng C đạt giá trị Cmax, giá trị hệ số F = 1.
Như vậy, có thể đồng nhất tỷ phầnchuyển biến austenit (f) với tỉ số thay đổi hàm lượng C trong austenit (F).
Mặt khác, tỷ phần chuyển biến f phụ thuộc nhiệt độ và năng lượng chuyển biến Q theo quan hệ [100]:
68 Trong đó, K là hằng số; Q là năng lượng hoạt hóa của chuyển biến; R là hằng