MATHEMATICAL MODELING OF DIFFUSION LAYERS FORMATION USING COMPOSITIONAL SATURATING BATCHES CHARGES
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.2(43)2020.219273Ключові слова:
composite saturating charge, border conditions, energy component of diffusion, conductive heat transfer, nonlinear unsteady equationАнотація
The problem of chemical-thermal treatment of steel using composite saturating charge ECD (Energy component of diffusion). In the system under consideration, a complex of processes occurs: wave propagation in the charge layer on the steel surface, non-stationary heat removal into the interior of the sample, and non-stationary diffusion of atoms of the saturating element deep into the steel under non-isothermal conditions. In this case, that part of the surface from which the diffusion saturation of steel occurs expands as the wave moves. In this work, the thermal conductivity l is not an additive, but a structure-dependent quantity. However, for simplicity, in the area where ECD occurs, the additive formula is usually adopted: l = lch(1–h) + lprh, and for steel l = lst. For the i-th individual substance, a linear dependence of thermal conductivity on temperature was used: li(T) = l0 + lTT. After the ECD wave has reached the edge, i.e. the charge has fully reacted, the diffusion of atoms from the surface and conductive heat transfer in the steel continue during the holding time th. This problem is two-dimensional, nonstationary, and essentially nonisothermal.Посилання
A.S. Rogachev, A.S. Mukasyan. Combustion for the synthesis of materials: an introduction to structural macrokinetics. - Moscow: Fizmatlit, 2012 .- 400 p.
B.B. China Combustion Synthesis of Advanced Materials. - New York, NY: Nova Science Publ., Inc., 2010. - 110 pp.
K.G.Shkadinsky, B.I.Khaikin, A.G. Merzhanov. Propagation of a pulsating front of an exothermic reaction in a condensed phase // Physics of combustion and explosion, 1971, v. 7, no. 1, pp. 19-28.
A.P. Aldushin, B.E. Khaikin. On the theory of combustion of mixed systems forming con-densed reaction products // Physics of Combustion and Explosion, 1974, No. 3, pp. 313-323.
T.P. Ivleva, A.G. Merzhanov, K.G.Shkadinsky // On the regularities of the spin mode of propagation of the combustion front // Physics of combustion and explosion, 1980, v.16, No. 2, p. 3- 10.
A.N. Firsov, K.G. Shkadinsky. On combustion of gas-free compositions in the presence of heat loss // Physics of combustion and explosion, 1987, v.23, No. 3, pp. 46-52.
B. M. Khusid, B. B. Khina, E. A. Bashtovaya. Numerical study of thermal processes during quenching of matter in an ECD wave // Physics of Combustion and Explosion, 1991, v.27, no. 6, pp.64-72.
O. Kubashevsky, S.B. Olkokk. Metallurgical thermochemistry. - M .: Metallurgy, 1982 .-- 392 p.
I.Barin, O.Knacke. Thermochemical Properties of Inorganic Substances. - Berlin: Springer-Verlag, 1973. - 949 pp.
I.Barin. Thermochemical Data of Pure Substances. 3rd Edition. - New York, NY: VCH Publishers, Inc., 1995. - 2003 pp.
M. W. Chase, jr. NIST-JANAF Themochemical Tables, 4th edition // Journal of Physics and Chemistry Reference Data. Monograph 9, 1998, p. 1-1951.
M. Binnewies, E. Milke. Thermochemical Data of Elements and Compounds. 2nd edition. - Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2002. - 928 pp.
Smithells Metals Reference Book. 8th edition. Ed. by W.F. Gale and T.C. Tomeier. - Amsterdam: Elsevier Inc., 2004.2072 pp.
А.С.Рогачев, А.С.Мукасьян. Горение для синтеза материалов: введение в структурную макрокинетику. - М.: Физматлит, 2012. - 400 с.
B.B.Khina Combustion Synthesis of Advanced Materials. - New York, NY: Nova Science Publ., Inc., 2010. - 110 pp.
К.Г.Шкадинский, Б.И.Хайкин, А.Г.Мержанов. Распространение пульсирующего фронта экзотермической реакции в конденсированной фазе // Физика горения и взрыва, 1971, т.7, № 1, c.19-28.
А.П.Алдушин, Б.Е.Хайкин. К теории горения смесевых систем, образующих конденсированные продукты реакции // Физика горения и взрыва, 1974, № 3, c.313-323.
Т.П.Ивлева, А.Г.Мержанов, К.Г.Шкадинский // О закoномерностях спинового режима распространения фронта горения // Физика горения и взрыва, 1980, т.16, № 2, c.3-10.
А.Н.Фирсов, К.Г.Шкадинский. О горении безгазовых составов при наличии теп-лопотерь // Физика горения и взрыва, 1987, т.23, № 3, c.46-52.
Б.М.Хусид, Б.Б.Хина, Е.А.Баштовая. Численное исследование тепловых процессов при закалке вещества в волне СВС // Физика горения и взрыва, 1991, т.27, № 6, c.64-72.
О.Кубашевский, С.Б.Олкокк. Металлургическая термохимия. - М.: Металлургия, 1982. - 392 с.
I.Barin, O.Knacke. Thermochemical Properties of Inorganic Substances. - Berlin: Springer-Verlag, 1973. - 949 pp.
I.Barin. Thermochemical Data of Pure Substances. 3rd Edition. - New York, NY: VCH Publishers, Inc., 1995. - 2003 pp.
M.W.Chase, jr. NIST-JANAF Themochemical Tables, 4th edition // Journal of Physics and Chemistry Reference Data. Monograph 9, 1998, p.1-1951.
M.Binnewies, E.Milke. Thermochemical Data of Elements and Compounds. 2nd edition. - Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2002. - 928 pp.
Smithells Metals Reference Book. 8th edition. Ed. by W.F.Gale and T.C.Totemeier. – Amsterdam: Elsevier Inc., 2004. 2072 pp.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).