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零件在加热过程中炉内气氛与钢将发生化学反应

时间:2020/5/9

电动推杆零件在加热过程中炉内气氛与钢将发生化学反应,气氛中气体与气体之间也要发 生反应。这些气体与钢发生化学反应的方向是正反应还是逆反应,气体与气体之间发 生的反应将给加热过程的钢造成氧化、脱碳或还原、增碳,是热处理过程很重要的问 题。如果在钢的加热过程中严格控制炉子温度、压力,控制通人炉子内气体各成分的 混合比(原料气体和空气的混合比)等,使炉子的各种因素不变。经过一段时间, 炉子内的气体成分就会相对稳定在一定数值以内,不随时间而变。这时炉子内的气氛 处于平衡状态,这就是所谓的“化学平衡”状态。但是,所谓的“化学平衡”状态 总是由相对静止不断地转化为显著变动,炉子内的气体与气体之间,气体与钢材之 间,由平衡到不平衡。平衡状态是相对、暂时、有条件的,不平衡是的。当加人 少量原料气或适当调整温度、增加压力时,这个平衡就被破坏,气体的反应将向一个 方向进行。而这些反应的方向与气氛所处的条件有很大的关系。温度的高低,某种气 体成分的多少,炉子内气体成分的压力等都将影响气体反应的方向。炉子内气氛反应 方向的变化直接影响热处理零件的质量。要保证热处理零件的质量,就要保证炉子内 气氛按照要求进行反应。气体反应方向的判断和 炉子内气氛的条件和气体的能量有关。炉子气氛的变化使炉内气氛的能量随之发生变 化,高位能的气氛具有向低位能的方向进行反应的趋势。从物理学的角度看,一个重 物在凸凹不平的地面上,在更低位置时重物处于最稳定状态。也就是说重物的位能越 低,稳定性越高。如果重物处于高位能状态,就有向低位能状态变化的趋势。同样, 在普通化学里,原子中的电子所处的能级越低,其稳定性越好。在受到激发后高能电 子总是要释放出能量降低能级,向低能级发展。氢与氢原子之间,氧与氧原子之间相 互作用的位能高于氢原子与氧原子相互作用的位能。所以氢原子与氧原子有相互化合 成水(H20)分子的趋势。这就是“能量降低原理”。在物理化学中,水加热后变成 水蒸气,吸收热量后的水蒸气位能比水高,但是水蒸气位能在高温状态比水稳定。在 这种情况下不符合普通物理、化学的“能量降低原理”。其实,物理化学中这种现象 仍然服从“能量降低原理”,只是在不同条件下,随着体系的不断变化,物质降低的 能量种类不同而已。

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