Decarburization

📐 工作原理与说明

Key formulas: 2×√(effD×t×3600)×erfInv(ratio); D0×Math.exp(-Q÷(R×Tk)); 2.0e-5

加热温度 T (°C)

保温时间 t (h)

原始碳含量 C0 (%)

炉气气氛

脱碳判定阈值 Cs/C0

📋 模型说明

扩散模型：表面碳浓度服从半无限体扩散方程，碳浓度 C(x,t)/C0 = erf(x/(2√(D·t)))。
脱碳层深度：x = 2·√(D·t)·erf⁻¹(Cs/C0)，D 为碳在奥氏体中扩散系数。
扩散系数 (Arrhenius)：D = D0·exp(−Q/RT)，D0≈2.0×10⁻⁵ m²/s，Q≈142 kJ/mol。
气氛修正：空气取满脱碳(表面C≈0)，弱脱碳折减0.6，保护气氛折减0.1。
注：为工程估算，实际脱碳受合金元素、晶粒、氧分压等多因素影响。

📚 深度解析：脱碳层估算

💡 常见使用场景

按加热温度、保温时间与气氛估算钢材表面脱碳层深度，判定加工余量是否足够。
用扩散方程定量给出 C(x,t)/C0 沿层深分布，定位碳含量跌至某阈值的深度。
对比空气/弱氧化/保护气氛的修正系数，优化加热制度。

扩散模型

表层碳浓度分布 C(x,t)/C0 = erf( x / (2√(D·t)) )，深度 x = 2√(D·t)·erf⁻¹(Cs/C0)。扩散系数 D = D0·exp(−Q/(R·T))，D0=2.0×10⁻⁵ m²/s，Q=142 kJ/mol，R=8.314。气氛修正系数：空气 1.0、弱氧化性 0.6、中性/保护 0.1。

算例

1000℃（T=1273 K）保温 2 小时、空气：D=2e-5×exp(−142000/(8.314×1273))≈3.0×10⁻¹¹ m²/s；Cs/C0=0.5 时 x=2×√(3.0e-11×7200)×0.477≈2×√(2.16e-7)×0.477≈2×4.65e-4×0.477≈4.4×10⁻⁴ m≈0.44 mm。改用保护气氛（×0.1）深度降至约 0.04 mm。

❓ 常见问题（FAQ）

脱碳层多深要留余量？: 以最终硬度/渗层要求定；若脱碳 0.4 mm，粗加工留量应大于该值并在精加工去除，否则表面软层影响耐磨与疲劳。
温度影响为何这么大？: D 随温度指数增长，温度每升约 50–100℃ 扩散系数可成倍增加，故控制加热温度与停留时间是抑制脱碳的核心。

Decarburization

📋 模型说明

📚 深度解析：脱碳层估算

💡 常见使用场景

❓ 常见问题（FAQ）

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脱碳层估算

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