Энергия активации диффузии Q обеспечивает переход атомов из одного положения в решетке в другое. Необходимый для такого перехода избыток энергии приобретается атомом от его соседей благодаря тому, что атомы непрерывно обмениваются кинетической энергией. Так как величина энергии активации входит в показатель степени, то она очень сильно влияет на величину коэффициента диффузии.
Энергия активации диффузии элементов, растворенных по способу внедрения, меньше, чем у элементов, растворенных по способу замещения. Поэтому последние диффундируют медленнее.
Например, легирующие элементы, растворенные в аустените по способу замещения, обладают значительно меньшей диффузионной подвижностью, чем углерод, растворенный в железе по способу внедрения.
Энергия активации диффузии углерода в аустените среднеуглеродистой стали равна приближенно 31 000 кал/гатом, а энергия активации диффузии в аустените важнейших легирующих элементов обычно превышает 60000 кал/гатом. Скорость диффузии углерода в аустените на несколько порядков больше скорости диффузии важнейших легирующих элементов.
Некоторые легирующие элементы (Cr, Mo, W и др.) не только сами медленно диффундируют, но и замедляют диффузию углерода в аустените. Например, в стали с 0,4% С энергия активации диффузии углерода равна примерно 31 000 кал/гатом; добавление в эту сталь 2,6% Cr повышает энергию активации диффузии углерода до 37 000 кал/гатом.
Слитки из углеродистых сталей обычно не подвергают гомогенизационному отжигу, так как в них при нагревании под горячую обработку давлением из-за быстрой диффузии углерода в аустените дендритная ликвация успевает исчезнуть.
Легированные стали для устранения внутрикристаллитной ликвации и растворения неравновесного избытка карбидов эвтектического происхождения приходится подвергать специальному нагреву — гомогенизационному отжигу при температурах 1050 — 1250 °С.
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков