Исследование механизма десорбции газов при термической обработке металлических проволок
Неопределенность существующих методик в определении глубины залегания газов в материале (механизма термодесорбции), создает неопределенность в проектировании режимов термической обработки материалов. Разработан метод различения глубины расположения газа (на поверхности или в глубине металла) с помощью осциллографических измерений. С применением данного метода экспериментально исследованы процессы десорбции кислорода при изменении нагрева стальной электродной проволоки. Предлагаемая методика определения механизма термодесорбции основана на разнице коэффициентов диффузии с поверхности и из объема. Перераспределение доли поверхностного и объемного газа возникает в процессе роста температуры образцов, из-за различия коэффициентов поверхностной и объемной диффузии. Для повышения чувствительности метода учитывается скорость откачки газа вакуумной системой. Проводится количественная градуировка измерителя парциальных давлений ИПДО- 1 по известным газам (азот, аргон, пары воды, углекислый газ, гелий) при вероятности регистрации равной единице. Время развертки осциллографа составляет около одной минуты. Коэффициент диффузии определяется по тангенсу угла наклона логарифма потока газовыделения от времени при постоянной температуре нагрева. Располагая данными о коэффициенте диффузии, можно получить данные о глубине залегания газов. В результате получено, что если при большей скорости нагрева выделяется меньше газа - то газ залегает возле поверхности. Установление механизма газовыделения на различных скоростях нагрева позволяет определить, на какой стадии изготовления проволок (прокатка или волочение) больше газа попадает в металл. Кроме того, можно оптимизировать режимы отжига, обезгаживания и ионного травления. Разработанный метод определения механизма выделения газов может быть применен для оптимизации технологических процессов обработки проволоки на различных стадиях ее изготовления.