BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------

NGUYỄN ANH SƠN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ
ĐẾN HOẠT ĐỘ VÀ THẾ CACBON CỦA MÔI TRƯỜNG THẤM
CACBON SỬ DỤNG KHÍ GAS CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

HÀ NỘI - 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------

NGUYỄN ANH SƠN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ
ĐẾN HOẠT ĐỘ VÀ THẾ CACBON CỦA MÔI TRƯỜNG THẤM
CACBON SỬ DỤNG KHÍ GAS CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kim loại học
Mã số: 62.44.50.15

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. NGUYỄN VĂN TƯ

NGUYỄN ANH SƠN


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

i

DANH MỤC CÁC BẢNG

ii

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

v

LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................................................1
CHƯƠNG I. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ THẤM
CACBON ................................................................................................................................................3
1.1. Công nghệ thấm cacbon trên thế giới và ở Việt Nam ..............................................................3
1.1.1. Công nghệ thấm cacbon trên thế giới.................................................................................3
1.1.2. Tình hình áp dụng công nghệ thấm cacbon trong nước ...................................................7
1.2. Xu hướng nghiên cứu trong nước và trên thế giới ......................................................................9
1.2.1. Những vấn đề cơ bản về thấm cacbon hiện nay ................................................................9
1.2.2. Điều khiển quá trình thấm và những vấn đề tồn tại........................................................13
CHƯƠNG II. CƠ SỞ QUÁ TRÌNH THẤM CACBON THỂ KHÍ .................................................16
2.1. Thép thấm..................................................................................................................................16
2.2. Chất thấm ..................................................................................................................................19
2.2.1. Chất thấm trên cơ sở nhiên liệu hoá thạch – Khí endo...................................................19
2.2.2. Chất thấm trên cơ sở nguyên liệu sinh học - Metanol (CH3OH) ...................................20

3.2.5. Thiết bị đánh giá tổ chức và tính chất thép thấm............................................................60
3.3. Thiết bị thực nghiệm.................................................................................................................62
3.3.1. Lò thấm ...............................................................................................................................62
3.3.2. Hệ thống kiểm soát lưu lượng khí vào lò.........................................................................63
3.4. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................................65
3.4.1. Xác định CP bằng phương pháp cân................................................................................65
3.4.2. Phương pháp xác định hoạt độ cacbon và hệ số truyền cacbon.....................................66
3.4.3. Quy trình thực nghiệm áp dụng cho mẫu khối................................................................67
CHƯƠNG IV. SỰ HÌNH THÀNH MÔI TRƯỜNG THẤM VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN HOẠT ĐỘ VÀ THẾ CACBON CỦA MÔI TRƯỜNG ...........................................................68
4.1. Sự hình thành môi trường thấm với chất thấm sử dụng hỗn hợp khí gas, CO2 và N2........68
4.1.1. Thành phần khí gas sau các phản ứng .............................................................................68
4.1.2. Thành phần ôxy của môi trường thấm.............................................................................72
4.1.3. Sự hình thành môi trư ờng thấm .......................................................................................73
4.2. Ảnh hưởng của thành phần khí thấm tới hoạt độ và thế cacbon của môi trường thấm.....75
4.2.1. Ảnh hưởng của nitơ ...........................................................................................................77
4.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ khí CO2/gas đến hoạt độ cacbon và thế cacbon............................81
4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ thấm và thời gian lưu khí đến hoạt độ cacbon và thế cacbon của
môi trường thấm ..............................................................................................................................91
4.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ thấm...........................................................................................91
4.3.2. Ảnh hưởng của thời gian lưu khí......................................................................................96
CHƯƠNG V. HỆ SỐ TRUYỀN CACBON VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG - SỰ HÌNH
THÀNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH CHẤT LỚP THẤM ......................................................................100
5.1 Ảnh hưởng của các yếu tố chính tới hệ số truyền cacbon c ...............................................100


5.1.1. Hệ số truyền cacbon .........................................................................................................100
5.1.2. Ảnh huởng của tỷ lệ khí CO2/gas tới hệ số truyền cacbon ...........................................101
5.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ thấm.........................................................................................104
5.1.4. Ảnh hưởng của thời gian lưu ..........................................................................................106

(aC): hoạt độ cacbon của môi trường thấm
<aC>: hoạt độ cacbon trong dung dịch rắn austenit
CP: thế cacbon của môi trường thấm
[%C]: thành phần phần trăm khối lượng của cacbon
: hệ số tương tác của cacbon với nguyên tố hợp kim j
: hệ số truyền cacbon bằng dòng truyền chất
c: hệ số truyền cacbon thông qua các phản ứng hoá học
Cs: nồng độ cacbon trên bề mặt thép
Co: nồng độ cacbon trong lõi thép
D: Hệ số khuếch tán
Do: hằng số khuếch tán
Q: Năng lượng hoạt của quá trình khuếch tán
Khí gas: Khí gas hoá lỏng (LPG) của hãng Petrolimex
i


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

Tr.

Bảng 1.1. Đặc điểm của công nghệ thấm C áp suất thấp
Bảng 1.2. Một số cơ sở sản xuất sử dụng công nghệ thấm cacbon

5
9

Bảng 1.3 Một vài ví dụ về công nghệ thấm sử dụng trong công nghiệp tại
CHLB Đức

26

Bảng 2.8. Hệ số hiệu chỉnh thế cacbon của một số loại thép

33

Bảng 2.9. Tính năng của các thiết bị xác định thế cacbon thông dụng

35

Bảng 2.10. Hệ số tương tác của cacbon với các nguyên tố hợp kim trong
các hệ hợp kim khác nhau

37

Bảng 2.11. Hoạt độ cacbon trong austenit của các loại thép khác nhau

38

Bảng 2.12. Hệ số truyền chất  với các hỗn hợp khí khác nhau

44

Bảng 2.13 Hệ số khuếch tán D của cacbon trong austenit phụ thuộc vào
nhiệt độ và hàm lượng cacbon tính toán theo công thức

47

Bảng 2.14. Hằng số Do, Q và hệ số khuếch tán D của các mác thép thấm
thông dụng


77

Bảng 4.4. Thành phần khí của môi trường thấm đo tại nhiệt độ 920oC với
40%N2

79

Bảng 4.5. Thành phần khí của môi trường thấm với 70%N2 trong hỗn hợp
chất thấm

80

Bảng 4.6. Thành phần các khí chính và hoạt độ cacbon của môi trường với
40%N2 trong hỗn hợp chất thấm

83

Bảng 4.7. Thành phần các khí chính và hoạt độ cacbon của môi trường
thấm với các tỷ lệ CO2/gas khác nhau (pha loãng 70%N2)

88

Bảng 4.8. Thành phần khí của môi trường thấm ở các nhiệt độ thấm

93

Bảng 4.9. Thế cacbon tại các nhiệt độ thấm 900oC và 920oC

95

iii


thép hợp kim với các tỷ lệ khí CO2/gas=3 tại nhiệt độ thấm 900oC và 920oC
Bảng 5.6. Hệ số truyền cacbon tại các nhiệt độ khác nhau

106

Bảng 5.7. Nồng độ và hoạt độ cacbon trong austenit trong thép cacbon và
thép hợp kim với thời gian lưu 15,18 và 21 phút

106

Bảng 5.8. Hệ số truyền cacbon với các thời gian lưu khác nhau

107

Bảng 5.9. Thành phần nguyên tố xác định bằng phương pháp EDX

112

Bảng 5.10. Thế cácbon khi điều chỉnh theo hàm lượng hyđrô

114

Bảng 5.11 Nồng độ cacbon trên bề mặt thép tương ứng với thế cacbon

115

Bảng 5.12. Tín hiệu điện để điều khiển nồng độ cacbon trên bề mặt thép


36

Hình 2.6. Giản đồ miêu tả sự vận chuyển cacbon theo quan điểm dòng truyền
chất

39

Hình 2.7. Sự thay đổi của hàm lượng C trong lớp thấm theo thời gian

40

Hình 2.8. Năng lượng hoạt của hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học vào
khoảng cách tới bề mặt

42

Hình 2.9. Sơ đ ồ mô tả cơ chế khuếch tán

45

Hình 2.10. Hàm lượng cacbon bề mặt và lõi chi tiết sau thấm

49

Hình 2,11. Sơ đồ phân bố nồng độ cacbon trong thép

50

Hình 3.1. Cảm biến ôxy Gold Probe của hãng SSI


Hình 3.9. Gas-chromatograph TRANCE GC ULTRA

60

v


Hình 3.10. Kính hiển vi quang học Axiovert100A

61

Hình 3.11. Máy đo đ ộ cứng tế vi Struer DURAMIN 2

61

Hình 3.12. Kính hiển vi điện tử quét

62

Hình 3.13. Lò thí nghiệm

63

Hình 3.14. Bảng điều chỉnh lưu lượng khí thấm

64

Hình 3.15. Van từ



Hình 4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ khí đầu vào (70%N2) tới thành phần khí của
môi trường thấm tại nhiệt đô 920oC

80

Hình 4.8. Thành phần các khí chính trong môi trường thấm với 40%N2

81

Hình 4.9. Thành phần các khí chính trong môi trường thấm với 70%N2

82

Hình 4.10. Hoạt độ cacbon của môi trường thấm với các tỷ lệ CO2/gas khác
nhau (40%N2)

84

Hình 4.11. Hoạt độ cacbon của môi trường thấm với các tỷ lệ CO2/gas khác
nhau (70%N2)

86

Hình 4.12. Hoạt độ cacbon và thế cacbon của môi trương thấm với 40%N2
trong hỗn hợp khí thấm với CO2/gas khác nhau ở 920oC

89

Hình 4.13. Hoạt độ cacbon và thế cacbon của môi trường (70%N2 trong khí

cacbon của môi trường

99

Hình 5.1. Hệ số truyền C phụ thuộc vào tỷ lệ khí CO2/gas

103

Hình 5.2 Ảnh hưởng của thời gian lưu khí đến hệ số truyền cacbon

107

Hình 5.3. Tổ chức thép 1010 khi thấm ở 920oC, thời gian giữ nhiệt 1,5h,
CP=1,13

106

Hình 5.4 Tổ chức lớp thấm từ bề mặt vào lõi thép C20 (CP=1,13) x50

109

Hình 5.5. Tổ chức bề mặt lớp thấm thép C20 (CP=1,13) x500

109

Hình 5.6. Tổ chức thép 1010 khí thấm ở 920oC, thời gian giữ nhiệt 1,5h,
CP=0,82

109



115

Hình 5.15. Tổ chức lớp thấm

116

vii


LỜI MỞ ĐẦU
Thấm cacbon là một phương pháp hóa nhiệt luyện có tác dụng hóa bền bề

mặt thép. Thấm cácbon chủ yếu được áp dụng cho các chi tiết có yêu cầu độ
cứng bề mặt cao trong khi lõi vẫn đảm bảo độ bền và độ dai như các loại bánh

răng, trục, chốt…Hiện nay phương pháp thấm cacbon phổ biến nhất là thấm
cacbon thể khí. Trong những năm gần đây, các phương pháp thấm hiện đại như
thấm cacbon áp suất thấp và thấm cacbon ion hoá đang được nghiên cứu và ứng
dụng để nâng cao chất lượng các chi tiết thấm. Tuy nhiên, do nhược điểm chính
của các phương pháp thấm này là thiết bị đắt tiền, độ sạch của khí thấm và khí
phụ trợ đòi hỏi rất cao nên phạm vi ứng dụng của nó bị thu hẹp.

Trong công nghiệp nước ta hiện nay vẫn chưa sản xuất được khí endo (khí

thấm chính trong công nghệ thấm cacbon thể khí) nên việc chủ động trong quá
trình sản xuất và làm chủ công nghệ rất khó, gây ra lãng phí và tốn kém. Ngoài
ra việc nhập khẩu các thiết bị thấm tiên tiến còn gặp nhiều trở ngại về kinh phí
đầu tư, do vậy dẫn đến việc áp dụng các công nghệ thấm cacbon tiên tiến của thế
giới còn gặp nhiều khó khăn.

CHƯƠNG I. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
CÔNG NGHỆ THẤM CACBON
1.1. Công nghệ thấm cacbon trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Công nghệ thấm cacbon trên thế giới
Thấm cacbon là công nghệ được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp. Đây là
một công nghệ mang tính truyền thống, nó được kế thừa và phát triển theo thời
gian. Nhờ áp dụng các tiến bộ mới trong cảm biến và van từ, ngày nay các
nghiên cứu đang đi sâu vào điều khiển môi trường thấm để nhận được kết quả
theo yêu cầu sử dụng.
Chất thấm cacbon được sử dụng đầu tiên là than hoa trong công nghệ thấm
cacbon thể rắn. Ban đầu thực hiện trong các bễ lò rèn dần phát triển lên ở quy
mô công nghiệp trong các lò buồng đốt than với hộp thấm cacbon thể rắn.
Nhược điểm chính của công nghệ thấm thể rắn là không điều chỉnh được nồng
độ cacbon trong lớp thấm nên không kiểm soát được chất lượng lớp thấm, khó
áp dụng các chế độ nhiệt luyện sau thấm, chu kỳ thấm dài, chất lượng không ổn
định, điều kiện lao động nặng nhọc.
Công nghệ thấm cacbon thể lỏng (thấm trong muối nóng chảy) tạo được lớp
thấm ổn định hơn, đồng đều hơn và chu kỳ thấm ngắn hơn so với công nghệ
thấm thể rắn. Nhược điểm chính của công nghệ là ô nhiễm môi trường và rất độc
hại cho công nhân và cho tất cả con người, cây trồng, vật nuôi có mặt ở gần nơi
thực hiện. Ngoài ra, còn không điều chỉnh được chất lượng thấm theo yêu cầu
do đó ngày nay các nước phát triển trên thế giới đều cấm sử dụng công nghệ này
[7].
Công nghệ thấm cacbon thể khí ra đời đã khắc phục được hầu hết các nhược
điểm trên. Đặc biệt, nó tạo điều kiện cho sự phát triển của công nghệ thấm có
điều khiển do đó lĩnh vực áp dụng được mở rộng cho nhiều chủng loại thép và
chi tiết khác nhau [7,19].

3


4


Thông thường lượng cacbon hấp thụ được từ môi trường thấm chỉ dưới 1%
còn lại được thải ra môi trường dưới dạng CO, CO2 và các khí chứa cacbon
khác. Để chất lượng lớp thấm đồng đều, giảm thiểu tiêu thụ khí và lượng cacbon
phát thải ra môi trường người ta sử dụng công nghệ thấm C áp suất thấp (LPC).
So với các công nghệ thấm thể khí thông thường, công nghệ LPC thể hiện nhiều
ưu việt.
Bảng 1.1. Đặc điểm của công nghệ thấm C áp suất thấp

Ưu điểm

Nhược điểm

Dễ dàng phân tích

Thiết bị đắt tiền

Có thể điều khiển hoàn toàn tự động

Cần tinh chỉnh theo kinh nghiệm

Tiêu thụ khí thấm ít

Vẫn xuất hiện muội với 1 số loại khí
thấm

Giảm thiểu phát thải CO. CO2, H2 ra
môi trường

khả năng quay vòng cao, hơn n ữa bề mặt chi tiết sạch và không sai lệch về hình
dáng kích thước sau nhiệt luyện. Thấm C áp suất thấp được ứng dụng nhiều
trong nhiệt luyện chính xác, ví dụ như các chi tiết trong hộp số, ổ bi,.. [37]. Với
khả năng rút ngắn thời gian thấm do tiến hành ở nhiệt độ cao, tiết kiệm một số
nguyên công nhiệt luyện như tẩy rửa chi tiết, làm nguội lò, công nghệ thấm này
ngày càng được sử dụng nhiều trong công nghiệp. Theo thống kê của nền công
nghiệp tại Bắc Mỹ, trong thị trường các sản phẩm thấm C năm 2000, thấm C áp
suất thấp chỉ chiếm có 1% nhưng tới năm 2010 con số đó ước tính lên tới 13%
cho thấy công nghệ khá mới mẻ này ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong
ngành nhiệt luyện thế giới.
Thấm C môi trường ion hóa sử dụng công nghệ phóng điện để tạo ra các ion
mang cacbon cung cấp cho bề mặt thép. Quá trình ion hóa dư ới điện áp cao làm
cho cacbon hoạt tính được tạo ra gần như tức thì, do vậy trong công nghệ này
giai đoạn khuếch tán thể khí và hấp thụ cacbon hoạt tính lên bề mặt thép được
rút ngắn. So với các công nghệ thấm C truyền thống khác, thấm C ion hóa có thể
đạt được nhiệt độ cao nhanh hơn do được cấp thêm động năng của các ion va
chạm vào bề mặt [26]. Thấm C ion hóa còn ưu điểm nữa là tốc độ truyền C từ
môi trường tới bề mặt thép rất nhanh, khắc phục được nhược điểm của thấm
cabon áp suất thấp là thiếu hụt C tại những chỗ lõm hoặc lỗ hổng trong chi tiết.
Để khắc phục phải tăng thêm áp suất lò nhưng khi đó trong môi trường thấm sẽ
dễ hình thành C tự do gây muội. Vì thế đối với những chi tiết phức tạp, thấm C
trong môi trường ion hóa sẽ ưu việt hơn. Ngoài ra có thể áp dụng phương pháp
này cho thép hợp kim đặc biệt với hiệu quả cao như thép không gỉ song pha
hoặc austenit [23,27,28] để tạo lớp thấm dày vài chục micrômet [24,25] với

6


lượng cácbit cao để nâng cao độ cứng và khả năng chống mài mòn cho các chi
tiết với hiệu quả cao hơn nhiều so với phương pháp biến dạng dẻo.

thấm sử dụng trong công nghệ này chủ yếu là than hoa.
Thấm cacbon thể lỏng
Loại công nghệ này đã từng được áp dụng trong một khoảng thời gian nhất
định. Tuy nhiên do ô nhiễm môi trường và việc xử lý chất thải công nghiệp
(muối sau sử dụng) khó khăn nên việc sử dụng công nghệ này bị hạn chế và hiện
chỉ còn được sử dụng trong một số đơn vị sản xuất nhỏ lẻ.
Công nghệ thấm cacbon thể khí
Thấm cacbon thể khí là công nghệ phổ biến nhất trong sản xuất ở Việt Nam.

7


Công nghệ thấm không có điều khiển: đây là công nghệ do Liên xô cũ chuy ển
giao. Chất thấm chủ yếu là dầu hoả được đưa vào lò thấm dưới dạng giọt dầu.
Việc khống chế môi trường thấm hoàn toàn theo kinh nghiệm nên chất lượng
lớp thấm không được tốt và khả năng sinh muội trong lò cao nên thời gian dừng
lò để vệ sinh lớn.
Công nghệ thấm cacbon có điều khiển hiện được nhiều cơ sở quan tâm đầu
tư. Thiết bị, chất thấm và công nghệ thấm được nhập khẩu hoàn toàn từ Đài
Loan hay Nhật Bản và Trung Quốc. Chất thấm được sử dụng chủ yếu là
methanol trộn lẫn với cácbua hyđrô (tôluen). Thiết bị sử dụng là các lò liên tục
hoặc lò chu kỳ. Với việc sử dụng công nghệ có điều khiển đã mở ra khả năng
ứng dụng rộng rãi cho nhiều chủng loại chi tiết với các yêu cầu về chất lượng
khác nhau. Tuy nhiên, do việc nhập khẩu hoàn toàn thiết bị, công nghệ, chất
thấm nên gặp nhiều lúng túng khi thay đổi chủng loại chi tiết, loại thép cũng như
sản lượng của các mẻ thấm. Ngoài ra, do sử dụng chất thấm (hoặc thiết bị tạo
môi trường thấm) nhập ngoại loại đắt tiền để dễ áp dụng thì đ ồng thời cũng là m
tăng giá thành sản xuất và các chi phí phụ cho công nghệ.
Công nghệ thấm cacbon áp suất thấp
Trong khoảng thời gian gần đây, các nhà công nghệ đã nghĩ đ ến và nhập

cảm biến ôxy

2

Công ty FUTU 1

metanol-tôluen, công
nghệ Đài Loan

cảm biến ôxy

3

Công ty TNHH Việt
Hoàng

dầu hoả

-

4

Công ty Cơ khí Đông Anh

dầu hoả

-

5


PROCESSING

khí gas công nghiệp

cảm biến ôxy

1.2.

Xu hướng nghiên cứu trong nước và trên thế giới

1.2.1. Những vấn đề cơ bản về thấm cacbon hiện nay
Chất thấm
Trên thế giới
Trong công nghệ thấm cacbon thể khí, chất thấm thường được sử dụng là các
loại cácbua hyđrô như mêtan, prôpan, hay butan. Trên thế giới, việc sử dụng khí
endo với thành phần tương đối ổn định, nhất là thành phần các khí CO, H2, đã
giúp cho công nghệ thấm cacbon có vị trí quan trọng trong công nghiệp. Gần
đây, để đối phó với nạn khủng hoảng năng lượng toàn cầu, người ta bắt đầu chú
trọng tới các nguồn năng lượng tái tạo – methanol là một ví dụ điển hình. Việc

9


sử dụng methanol làm chất thấm cacbon cũng nằm trong xu hướng này. Ưu việt
của methanol khi sử dụng làm chất thấm cacbon là có chứa đồng thời cả C và O
là 2 chất cần thiết cho vận chuyển cacbon đến bề mặt thép. Khi sử dụng
methanol làm chất thấm người ta phải cho thêm chất độn nitơ để tạo được môi
trường thấm có thành phần thích hợp. Người ta đang không ngừng nghiên cứu
để tìm ra các chất thấm mới, thực hiện các tác động vật lý bên ngoài để nâng cao
hiệu quả quá trình thấm và giảm thiểu phát thải ô nhiễm ra môi trường. Ví dụ, sử

nhiệt độ thấm, áp suất và các tác động vật lý, hoá học khác, cụ thể như sau:
- Thành phần chất thấm sử dụng là yếu tố quyết định tới thành phần của môi
trường thấm. Hỗn hợp khí đưa vào lò thường bao gồm: chất thấm – là các khí chứa
cacbon; chất xúc tác - các khí có chứa oxy và chất độn để giảm thiểu tiêu thụ chất
thấm. Vì thấm ở nhiệt độ cao, có mặt Fe (trong thép) là chất xúc tác nên các phản
ứng hoá học để hình thành môi trường thấm xảy ra rất nhanh và môi trường thấm
tiệm cận với thành phần khí ở cân bằng. Môi trường thấm là khoảng trống giữa các
chi tiết ở trong lò nên rất ngóc ngách phức tạp. Sự đồng đều về thành phần hoá học
trong môi trường thấm chủ yếu được đảm bảo do khuấy trộn. Trong điều kiện tỷ lệ
chất thấm đủ cao và khấy trộn tốt, có thể coi môi trường thấm hoàn toàn đồng nhất
không xuất hiện vùng nghèo cacbon gần bề mặt chi tiết thấm.
- Nhiệt độ thấm ảnh hưởng đến cân bằng của các khí trong môi trường thấm.
Nhiệt độ càng cao thì môi trường thấm sẽ càng giàu cacbon hơn (tỷ lệ CO càng
cao hơn). Nhiệt độ cũng giúp cho quá trình khuếch tán cacbon vào sâu bên trong
nhanh hơn-quá trình thấm sẽ nhanh hơn. Song, nhiệt độ thấm chỉ được giới hạn
trong khoảng từ 900oC đến 950oC để hạt tinh thể của thép không bị to lên làm
thép trở nên giòn.
- Thời gian lưu khí là đại lượng đặc trưng cho lượng chất thấm được đưa vào
lò thấm trong một đơn vị thời gian. Trong quá trình thấm, CO sẽ bị tiêu thụ do
phân huỷ. Một phần lượng CO phân huỷ để tạo cacbon hoạt tính khuếch tán vào
thép, phần lớn còn lại (trên 90%) nằm ở khắp mọi nơi trong lò và theo khói thoát
ra ngoài. Vì vậy, để duy trì thành phần khí của môi trường thấm cần liên tục
11