اصل کربن سازی عامل کربوراسیون
عامل کربوراسیون که معمولاً برای چدن استفاده می شود ، مواد کربنی است و جزء اصلی آن کربن است. مواد کربنی عمدتا گرافیت و کربن بی شکل هستند. گرافیت یک کریستال شش ضلعی است. اتمهای کربن در بلورهای گرافیت لایه لایه هستند. در همان لایه ، پیوند کووالانسی بین اتم ها بسیار قوی و نیروی پیوند بسیار قوی است. در ترکیب ، قدرت اتصال آن بسیار ضعیف است. بنابراین ، لایه بندی گرافیت آسان است و مقاومت بسیار کمی دارد. از آنجا که کریستال گرافیت دارای چنین ویژگی های ساختاری است ، هنگامی که در آهن مذاب رشد می کند ، به ساختار ورق تبدیل می شود. کربن آمورف همچنین یک کریستال پوسته شش ضلعی است. تفاوت بین کربن بی شکل و گرافیت در این است که آرایش شش ضلعی ناقص است و فاصله بین لایه ها کمی بیشتر است.
دمای ذوب کربن در شکل اصلی کربورایزر 3727 ℃ است و در دمای آهن مذاب قابل ذوب نیست. بنابراین ، کربن موجود در عامل کربوراسیون عمدتاً از طریق حل شدن و انتشار در آهن مذاب حل می شود. هنگامی که WC آهن مذاب 2.1 باشد ، گرافیت موجود در کربورایزر گرافیت می تواند مستقیماً در آهن مذاب حل شود. به جز این که کربن به تدریج در آهن مذاب انتشار یافته و با گذشت زمان حل می شود ، اساساً هیچ پدیده ای مستقیم از کربن غیر گرافیتی وجود ندارد. بنابراین ، برای کربن سازی ذوب چدن مصنوعی در کوره الکتریکی ، میزان کربن زایی گرافیت کربن به طور قابل توجهی بیشتر از عامل کربوراسیون غیر گرافیتی است.
نتایج نشان می دهد که انحلال کربن در آهن مذاب تحت تأثیر انتقال لایه مرزی مایع بر روی سطح ذرات جامد قرار می گیرد. نتایج بدست آمده با کک و ذرات ذغال سنگ با نتایج بدست آمده با گرافیت مقایسه شد. مشخص شد که میزان انتشار کربورایزر گرافیت در آهن مذاب به طور قابل توجهی سریعتر از کک و ذرات ذغال سنگ است. از طریق مشاهده ذرات کک و ذغال سنگ تا حدی حل شده توسط میکروسکوپ الکترونی ، مشخص می شود که یک لایه خاکستر چسبناک بسیار نازک در سطح نمونه ایجاد می شود ، که دلیل اصلی انتشار و حل شدن آن در آهن مذاب است.