【摘要】：图9-1 碳在铁素体和奥氏体中的扩散系数与温度的关系碳在奥氏体中的扩散系数还与钢中碳含量有如下关系由此可知，碳在奥氏体中的扩散系数随钢碳含量的增加而增大。一般来说，碳化物形成元素降低碳的扩散速度，非碳化物形成元素则促进碳的扩散。图9-2 合金元素对碳在钢奥氏体中扩散系数的影响
从图9-1亦可看出，碳在α-铁中的扩散系数比在γ-铁中的扩散系数大好几个数量级，因为具有面心立方点阵的γ-铁晶格原子非常紧密。
图9-1 碳在铁素体和奥氏体中的扩散系数与温度的关系
碳在奥氏体中的扩散系数还与钢中碳含量有如下关系
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由此可知，碳在奥氏体中的扩散系数随钢碳含量的增加而增大。这是因为碳含量的增加使奥氏体晶格畸变增大和降低碳的热力学活性有关。
碳在铁素体中的易扩散性使钢在退火时的碳化物聚集和球化、淬火钢回火时的碳化物析出以及石墨化过程容易进行。但因碳在铁素体中的溶解度太小（在共析转变温度只有0.02%），渗碳不能在铁素体状态下进行，而是在920～950℃的高温奥氏体状态下进行。
钢中合金元素对碳在奥氏体中的扩散有明显影响（见图9-2）。一般来说，碳化物形成元素降低碳的扩散速度，非碳化物形成元素则促进碳的扩散。在后一类元素中，以Si的影响最大（在950℃以下），Ni次之，Cu更次。在碳化物形成元素中影响最大的是Cr。碳化物形成元素提高渗碳钢表面碳浓度、非碳化物形成元素则降低表面碳含量。Ni提高碳在奥氏体中的扩散系数，但减少渗层深度，其原因是Ni降低碳在奥氏体中的溶解度，从而也降低渗碳层的表面碳含量；Si和Cu亦有类似作用。Cr、W、Mo、V、Ti降低碳在奥氏体中的扩散系数，但由于可提高钢表面碳浓度，也可使渗层深度有所增加。
图9-2 合金元素对碳在钢奥氏体中扩散系数的影响
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