【摘要】：氮在α-Fe中的溶解度极小，但在相同温度下，在α-Fe中的扩散系数比在γ-Fe中的大得多。氮在α-相和γ-相中的扩散系数与温度的关系可表达为。氮在钢各相中的扩散系数还取决于其化学成分。铁中有微量的碳，即显著降低氮在α-Fe中的扩散系数DαN-Fe。钢中碳含量由0.01%增加至0.06%使氮在500℃的扩散系数由2.24×10-8cm2/s降到1.16×10-8cm2/s。大多数合金元素都降低氮在钢中的扩散系数，影响最强的元素有W、Ni、Mo，影响较弱的有Si、Mn、Cr。
氮在α-Fe中的溶解度极小（见图9-3），但在相同温度下，在α-Fe中的扩散系数比在γ-Fe中的大得多（图9-4）。此可解释为α-相晶格的紧密度较低。氮在α-相和γ-相中的扩散系数与温度的关系可表达为
。自表9-1可看出，氮在γ-相中的扩散系数比在α-相中的小50倍，在γ-相中的扩散激活能比在α-相中的大一倍；在900℃以上，碳在α-相中的扩散系数比在γ-相中的大40倍。
表9-1 氮和碳在α-相和γ-相中的扩散系数值
氮在ε-相中的扩散系数与温度的关系可表达为
。氮在钢各相中的扩散系数还取决于其化学成分。铁中有微量的碳，即显著降低氮在α-Fe中的扩散系数DαN-Fe。钢中碳含量由0.01%（质量分数）增加至0.06%（质量分数）使氮在500℃的扩散系数由2.24×10-8cm2/s降到1.16×10-8cm2/s（见图9-5）。随着钢中碳含量的增加，氮在α-相和ε-相中的扩散系数都呈降低趋势。大多数合金元素都降低氮在钢中的扩散系数，影响最强的元素有W、Ni、Mo，影响较弱的有Si、Mn、Cr。
图9-3 Fe-N相图和氮在α-Fe中的溶解度(www.xing528.com)
a）Fe-N相图 b）氮在α-Fe中的溶解度
图9-4 氮在Fe-N状态固溶相中的扩散系数
图9-5 钢中碳含量对氮在α相（α）和ε-相（δ）中扩散系数的影响
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