문제) 확산 - 침탄공정에서 침탄 온도 추정

문제) 강의 침탄과정에서 0.6wt%의 탄소조성이 10시간 후에 표면으로부터 0.75mm 되는 지점에서 측정되었다.

이때, 침탄온도는 얼마인가? (Cs=1.0, Co = 0.2wt%로 가정한다.

침탄과정에서 0.6wt%의 탄소조성이 10시간 후에 표면으로부터 0.75mm지점에서 측정되었다. 이때, 침탄온도는 얼마인가? 

 (단, 초기표면의 탄소농도는 Cs = 1.0wt%, Co = 0.2wt%로 가정한다).

 

풀이)

(X / √ D t ) = 0.95

D = X2 / {(0.95)2 * t }

D = (0.75x10-3 m)2 / {0.952x(3.6x104 s)} = 1.73 x 10-11 m2/s -------(1)

 

γ-Fe에서 C의 확산계수는 (첨부자료 참조)

D = 20x10-6m2/s) ef -(142000J/mol) / {(8.314J/mol°K) x (T)} -----------(2) 

 

(1)과 (2)값이 같다면   

 

 

 

1.73 x 10-11 (m2/s) = D = 20 x 10-6 (m2/s) ef –1.71 x 10^4 x T

T -1 = {-ln(1.73x10-11)/(20 x 10-6)} / (1.71 x 104)

T = 1225K 

  = 952℃   (1225-273)