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滲碳劑在實(shí)際化學(xué)熱處理中所進(jìn)行的反應(yīng)是十分復(fù)雜的。例如，在低碳 鋼的氣體滲碳過程中，滲碳劑甲烷在 1173～1203K 的滲碳爐內(nèi)進(jìn)行一系列反 應(yīng)，并且在一定條件下達(dá)到總體平衡關(guān)系：

    CH4     2H2+[C]

    CH4+2O2     CO2+2H2O

    CO2+[C] 2CO

    CH4+H2O CO+3H2

    式中，[C]表示爐內(nèi)混合氣體中活性的碳原子，也可以看作是被吸收于鋼表面 層中的碳原子。在上述諸多反應(yīng)中，與滲碳工藝有直接重要關(guān)系的是下列平 衡：CO2+[C]    2CO

    根據(jù)式(2.11)和式(2.10)，當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時，△Gθ=-RTlnKθ

    {p eq (CO) / p   }2

    K

    {p eq (CO) / p   }

    例 2.5 中且已指出，當(dāng) T=1173K 時，Kθ≈32。

    在滲碳工藝中，常將反應(yīng)達(dá)到平衡時的相對分壓比{peq (CO) / p   }2

    稱為{peq (CO) / p   }

    碳勢①。碳勢反映滲碳工藝過程中化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時，工件中碳的含量。顯 然控制滲碳爐中的碳勢是十分重要的。控制碳勢可以使工件達(dá)到預(yù)期的性{p(CO) / p}2θ 能。如果氣氛中 CO 與 CO2 的相對分壓比 {p(CO大于碳勢(即 Q>K )，) / p   }

    則上述平衡會向左移動(向逆方向進(jìn)行)，鋼的滲碳得以實(shí)現(xiàn)；反之，如果滲①  必須再次指出，由于滲碳工藝過程中涉及眾多的反應(yīng)，對不同反應(yīng)，碳勢有不同的表示法，但它們都反映滲碳的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時，工件中碳的含量，并且這一特性始終是針對純-鐵碳系而言的。如果所有反 應(yīng)均已達(dá)到總體平衡，則爐內(nèi)各組分的碳勢均相等。