熱處理工藝第五章鋼的化學熱處理定義:將鋼件放在具有一定活性的介質中加熱、保使一種或幾種元素滲入鋼件的表層,以改變其化學成分、組織和性能的熱處理工藝?；具^程①分解:在一定溫度下,介質通過化學分解,形成能滲入工件的活性原子;②吸收:工件表面吸收活性原子,并溶入工件材料晶格的間隙或與其中元素形成化合物;③擴散:被吸收的原子由表面逐漸向心部擴散,目的:①提高滲層硬度和耐磨性;②提高零件接觸疲勞強度和提高抗擦傷能力;③提高零件抗氯化、耐高溫性能;常用種類:滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲鋼的化學熱處理化學熱處理基本原理1、化學熱處理過程般常把它看成由滲劑中的反應、滲劑中的擴散、滲劑與被滲金屬表面的界面反應、被滲元素原子的擴散和相變等過程所構成?；瘜W熱處理過程有時可以只有擴散過程,例如用熱浸法滲金屬時,就是把工件浸在熔融的金屬中,直接吸附金屬原子并向內部擴散也可以類似反應表示擴散是相界面反應產生的原子滲入金屬表面后向鋼件內部的遷移過程。鋼的化學熟處理化學熱處理滲劑般由含有欲滲元素的物質組成,有時還含有催滲劑,以便從滲劑中分解出含有被滲元素的活性物質。所謂滲劑的活性就是在相界面反應中易于分解出被滲元素原子的能力例如固體滲碳時,除了炭粒以外,還尚須加碳酸鋇和碳酸鈉,這碳酸鋇和碳酸鈉就是催滲劑,碳酸鋇和碳酸鈉在滲碳前后沒有變化,僅在滲碳過程中把炭粒變成活性物質CO2C0=CO,+C鋼的化學熟處理3、化學反應分類分解反應:CH=2H,+C氣體滲碳2NH3=3H2+2[N]氣體滲氮置換反應:3MeClx+xFe→XEcL3+3[Me]滲金屬還原反應2Meclx+xH2→xHCl+2[Me]滲金屬在滲劑一定條件下,則影響滲劑活性的因素是溫度和分解反應前后參與反應物質的濃度或分壓。鋼的化學熟處理4、化學熱處理的吸附過程及其影響因素化學熱處理時,相界面反應是和金屬表面對滲劑的吸附過程緊密相關的。一般固體表面對氣相的吸附分成兩類,即物理吸附和化學吸附物理吸附:固體表面對氣體分子的凝聚作用。大多為多分子層,吸附速度快,達到平衡也快?；瘜W吸附:固體晶格與活性原子之間結合力類似化學鍵力,有明顯選擇性。單分子層,需要一定的活化能,吸附速度隨溫度升高而增大。影響因素:溫度、表面活性、表面粗糙度鋼的化學熟處理、擴散過程表層與心部的被滲的包括:純擴散反應擴散和反應擴散擴散控制型混合控制型I純打散定義:滲入元素在母相金屬中形成固溶體,在擴散過程中不發生相變或化合物的形成和分解。C、N、B與Fe形成間隙固溶體;Cr、Al、Si等形成置換固溶體。鋼的化學熟處理擴散過程a)擴散控制型反應擴敢表面濃度很快達到界面反應平衡濃度,化學熱處理過程主要取決于擴散過程滲層深度與擴散時間的關系K這種擴散現象多數發生在化學熱處理過程的初期,或發生在滲劑活性不足以使滲入元素在工件表面達到鋼中飽和濃度的t全(b)混合控制型表面被滲原子不能馬上達到平衡濃度,滲層的增長速度取決于界面反應速度(被滲原子溶入表面的速度)和金屬中該元素的擴散速度。鋼的化繼2)反應擴散當滲劑的活性高,滲入元素的濃度大于該溫度下的飽和極限時,可能出現以下情況:a)發生相變,由溶解度較低的固溶體轉變為溶解度較高的固溶體b)由溶解度較低的固溶體轉變為濃度更高的化合物新相的長大速度不僅取決于滲入元素在新相中的擴散,而且取決于滲入元素在與其相鄰的相中的擴散鋼的化學熟處理加速化學熱處理過程的途徑:1)物理催滲法利用電場、磁場、輻射等,改變溫度、氣壓的物理方法或利用機械的彈塑性變形等方法來加速滲劑的分解,活化工件表面,提高吸附和