침탄제의 탄화 원리
주철에 일반적으로 사용되는 침탄제는 탄소질 재료이며 주성분은 탄소입니다. 탄소질 재료는 주로 흑연과 비정질 탄소입니다. 흑연은 육각형 결정입니다. 흑연 결정의 탄소 원자는 층을 이루고 있습니다. 같은 층에서는 원자 간의 공유 결합이 매우 강하고 결합력이 매우 강합니다. 결합하여 결합 강도가 매우 약합니다. 따라서 흑연은 적층이 쉽고 강도가 매우 낮습니다. 흑연 결정은 이러한 구조적 특성을 가지고 있기 때문에 용철에서 성장하면 판상 구조로 성장하는 경향이 있습니다. 비정질 탄소는 또한 육각형 플레이크 결정입니다. 비정질 탄소와 흑연의 차이점은 육각형 배열이 불완전하고 층간 거리가 약간 더 크다는 것입니다.
침탄기의 원소 형태의 탄소의 용융 온도는 3727℃이며 쇳물 온도에서는 녹을 수 없습니다. 따라서 침탄제의 탄소는 주로 용해 및 확산을 통해 쇳물에 용해된다. 용철의 WC가 2.1%일 때 흑연 침탄기의 흑연은 용철에 직접 용해될 수 있습니다. 탄소는 시간이 지남에 따라 점차적으로 쇳물에 확산되어 용해되는 것을 제외하고는 기본적으로 비흑연 탄소의 직접적인 현상은 없습니다. 따라서 전기로에서 제련하는 합성주철의 탄화에 있어서 흑연 탄화의 탄화율은 비흑연 침탄제의 탄화율보다 현저히 높다.
결과는 용철에서 탄소의 용해가 고체 입자 표면의 액체 경계층의 이동에 의해 영향을 받는다는 것을 보여줍니다. 코크스와 석탄 입자로 얻은 결과를 흑연으로 얻은 결과와 비교했습니다. 흑연 침탄기의 쇳물 내 확산 속도는 코크스 및 석탄 입자의 확산 속도보다 훨씬 빠른 것으로 나타났습니다. 부분적으로 용해된 코크스와 석탄 입자를 전자현미경으로 관찰한 결과, 시료의 표면에 매우 얇은 점성의 재층이 형성되어 있음을 알 수 있으며, 이것이 쇳물에서 확산 및 용해되는 주된 원인이다.