Principio de carbonización del agente de carburación.
El agente de cementación que se utiliza habitualmente para el hierro fundido es un material carbonoso y su componente principal es el carbono. Los materiales carbonosos son principalmente grafito y carbono amorfo. El grafito es un cristal hexagonal. Los átomos de carbono en los cristales de grafito están en capas. En la misma capa, el enlace covalente entre los átomos es muy fuerte y la fuerza de enlace es muy fuerte. Combinado, su fuerza de unión es muy débil. Por lo tanto, el grafito es fácil de aplicar en capas y tiene una resistencia muy baja. Debido a que el cristal de grafito tiene tales características estructurales, tiende a convertirse en una estructura de hoja cuando crece en hierro fundido. El carbono amorfo también es un cristal en escamas hexagonal. La diferencia entre el carbono amorfo y el grafito es que la disposición hexagonal está incompleta y la distancia entre capas es ligeramente mayor.
La temperatura de fusión del carbono en la forma elemental del carburador es 3727 ℃ y no se puede fundir a la temperatura del hierro fundido. Por lo tanto, el carbono en el agente de cementación se disuelve principalmente en hierro fundido mediante disolución y difusión. Cuando el WC del hierro fundido es 2,1%, el grafito en el carburador de grafito se puede disolver directamente en hierro fundido. Excepto que el carbono se difunde y se disuelve gradualmente en el hierro fundido con el tiempo, básicamente no existe un fenómeno directo del carbono que no es de grafito. Por lo tanto, para la carbonización de fundición de hierro fundido sintético en horno eléctrico, la tasa de carbonización de la carbonización del grafito es significativamente más alta que la del agente de carburación que no es de grafito.
Los resultados muestran que la disolución del carbono en el hierro fundido se ve afectada por la transferencia de la capa límite líquida sobre la superficie de las partículas sólidas. Los resultados obtenidos con coque y partículas de carbón se compararon con los obtenidos con grafito. Se encontró que la velocidad de difusión del carburador de grafito en el hierro fundido era significativamente más rápida que la del coque y las partículas de carbón. Mediante la observación de partículas de carbón y coque parcialmente disueltas por microscopio electrónico, se encuentra que se forma una capa de ceniza viscosa muy fina en la superficie de la muestra, que es la razón principal de su difusión y disolución en hierro fundido.