正航仪器试述热处理中控制气氛

正航仪器试述热处理中控制气氛
控制气氛有两上目的：其一，使钢铁材料及零件在热处理的加热过程中不改变其表面的化学物理状态。具体一点说，就是使钢铁材料及零件表面不发生氧化、脱碳，也不发生渗碳；不改变表面颜色及光亮度。其二，实现钢铁材料及零件表面化学热处理，如渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理行业中比较常用的气氛有哪些?适用于什么工件？
热处理行业中比较常用的气氛有：
淬火：甲醇裂触气氛，氮气+甲醇气氛（氮基气氛），氨分解气氛（氨分解气是保护性气体而氨气是渗氮用气体）。
渗碳：甲醇+富化气；氮气+甲醇+富化气。
碳氮共渗：甲醇+富化气+氨气；氮气+甲醇+富化气+氨气。
一般地说：
甲醇裂解气氛，氮气+甲醇气氛：是中、高碳钢，合金钢的保护加热气氛，渗碳及碳氮共渗的载体气氛；
氨分解气氛：适用于低碳钢、低碳不锈钢等材料的淬火、正火、退火的保护加热。
渗碳气氛（甲醇+富化气；氮气+甲醇+富化气）适用高碳钢和合金钢的保护加热、渗碳。
碳氮共渗气氛（甲醇+富化气+氨气；氮气+甲醇+富化气+氨气）适用高碳钢和合金钢的保护加热、渗碳、碳氮共渗。
试述甲醇裂气氛，氮气+甲醇气氛，氨分解气氛以及甲醇+富化气，氮气+甲醇+富化气的气氛性质
甲醇裂解气氛（CH3OH）：
550℃以下：2 CH3OH＝CO2＋CH4＋2H2
550∽700℃：2CH3OH＝CO2＋［C］＋4H2
700℃以上：CH3OH＝CO＋2H2，是还原性气氛，具有一定的碳势。
氮气+甲醇气氛（N2+CH3OH）：是还原性气氛，具有一定的碳势。
氨分解气氛（NH3）：2NH3＝N2＋3H2具有强还原性。
甲醇+富化气（CH3OH+富化气）：是还原性气氛，具有可调节的碳势。
氮气+甲醇+富化气（N2+CH3OH+富化气）：是还原性气氛，具有可调节的碳势。
可控气氛热处理电阻炉气氛配置的计算要用到换气次数这个数据，试述什么是换气次数？
为了保证炉内控制气氛的稳定，以及气氛气体与所有工件表面的均匀接触，控制气应充满整个炉膛。在热处理过程中，由于炉门口火封消耗气氛，吹废气装置消耗气氛，炉内气氛之间或气氛和金属零件之间，要进行化学反应改变炉内气氛的状态。因此要保证炉内气氛的稳定，炉内要不断充入新鲜的气体，并保证炉内有一定的正压力，这样气氛就产生了流动，产生了炉内气氛的消耗量。气体的消耗量是根据气体流动的力学原理进行的，不同的炉型有不同的计算公式，并且公式较为复杂。目前通用的是经验公式，理解为将控制气氛按一定的次数进行更换，用新鲜的气体取代陈旧的气体，这就是换气次数。
对于多区域的网带式电阻炉，各加热区域起什么作用，碳势是如何分布的？
对于多区域的网带式电阻炉，加热区域可定义为：升温区、保温区、强渗区和扩散区，碳势是按中间部两略小的形式分布。比如五个区域的电阻炉，一般如下划分：
一区为升温区，保护加热,防止工件氧化；二区为保温区,碳势0.6；三区为强渗区，碳势1.0-1.2；四区为扩散区，碳势0.8-0.9；五区为扩散区，碳势0.8-0.9。
对于多区域的网带式电阻炉，如果按渗碳工艺要求，应选用什么气氛，换气次数为多少？举例进行气氛选择并进行各区的分配
对于多区域的网带式电阻炉，按渗碳工艺要求，气氛可选用：甲醇+富化气；氮气+甲醇+富化气等。换气次数要根据炉型规格、工件品种、气氛种类、产量确定，一般在2.5上下。
例如对于处理标准件渗碳的炉子，气氛可选用氮基气氛，如：
氮气N2+甲醇CH3OH+富化气。富化气可为：丙烷气C3H8、乙醇C2H5OH、丙酮C3H5OH、苯C6H6。
现在以炉子的加热区分为五个区，炉膛容积8.0m³,氮基气氛，富化气为丙烷气的情况进行分析。选换气次数为2.5，炉气消耗量为20 m³/h。
一区，升温区，通入氮气，氮气耗量为3.5 m³/h；二区保温区，碳势0.6，通入氮气+甲醇。气氛耗量4.0m³/h，其中氮气耗量为2.0 m³/h，甲醇裂解气耗量2.0 m³/h；三区为强渗区，碳势1.0-1.2，通入甲醇+丙烷气。气氛耗量为4.5 m³/h，其中丙烷气占3℅，其余为甲醇裂解气。四区，为扩散区，碳势0.8-0.9，通入氮气+甲醇+丙烷气，气氛耗量为4.0 m³/h，其中丙烷气占1.5℅，氮气占60℅，其余为甲醇。五区，为扩散区，碳势0.8-0.9，气氛消耗同四区，即通入氮气+甲醇+丙烷气，气氛耗量为4.0 m³/h，其中丙烷气占1.5℅，氮气占60℅，其余为甲醇。以上总计气氛消耗量：3.5+4+4.5+4+4=20 m³/h。