[发明专利]确定SCM435钢高温固态碳扩散系数的方法

摘要

本发明涉及一种确定SCM435钢高温固态碳扩散系数的方法。按照以下步骤进行：将试样在1.013×10⁵Pa的大气压下，加热至900~1100℃并保温40~90min，进行高温脱碳模拟实验，确定脱碳层及氧化层厚度。将脱碳层中碳浓度降至0.298~0.315%处规定为脱碳层的起点。通过菲克第二准则推导出简单快速求解碳扩散系数的计算公式。通过相同的实验状态、实验材料，在相同的固相中，一定的温度区间内，其扩散系数具有相对的唯一性，根据这种唯一性验证模型的准确性。

主权项

确定SCM435钢高温固态碳扩散系数的方法，其工艺步骤包括：试样制作步骤，试样加热步骤，试样保温步骤，快速冷却步骤；结果计算步骤；⑥结果验证步骤；其特征在于，其中试样制作步骤为将工业生产的高强度螺栓钢热轧盘条加工成Φ12mm×15mm圆柱体热模拟试样，并在试样中间表面焊接热电偶；试样加热步骤为在1.013×10⁵Pa的大气压下将试样加热到900~1100℃；试样保温步骤为在1.013×10⁵Pa的大气压下保温40~90min；快速冷却步骤为将保温后的试样以大于5℃/s的冷速在快速冷却至室温；结果计算步骤为由公式： 计算得出，SCM435钢的实际高温碳扩散系数介于D₁~D₂之间，其中试样远离表面一端的碳质量浓度设为0.35%；对于氧化层表面，其碳质量浓度设为0；结果验证步骤为由公式： 计算得出，扩散系数D₄₀、D₉₀的差值误差率W₄₀、W₉₀控制小于5%。