什么是金属材料的化学热处理？

寂静回声

问


答
热处理大致可以分为两大类：非化学热处理（也称为常规热处理）和化学热处理。它们的主要区别在于是否涉及化学成分的变化。
非化学热处理主要包括退火、正火、淬火、回火、时效处理和表面硬化处理等，它们共同的特点是在热处理过程中不改变材料的化学成分，而是通过控制加热和冷却速度来改变材料内部的微观结构，从而影响材料的性能。

金属材料的化学热处理是一种通过改变材料表面的化学成分和微观结构，从而改善其表面性能的工艺方法。这种处理方式通常涉及到将工件加热到一定温度，并使其与含有特定元素的介质接触，从而使这些元素渗入工件表面，形成一层具有特殊性质的表面层。化学热处理不仅可以提高金属材料的硬度、耐磨性、耐蚀性和疲劳强度，还能赋予材料其他特殊的性能，如抗氧化性、抗高温蠕变性等。

化学热处理主要包括以下几种类型：
渗碳处理：在900℃至950℃的温度下，将工件置于富含碳的环境中（如乙炔气氛或含碳气体），使碳原子渗入金属表面，形成高硬度的表面层。渗碳处理广泛应用于齿轮、轴类零件和轴承等要求表面硬度高而心部韧性好的零件。
氮化处理：在500℃至600℃的较低温度下，将工件置于氨气环境中，使氮原子渗入金属表面，形成硬而耐磨的氮化物层。氮化处理后的工件不仅具有较高的硬度和耐磨性，而且变形较小，适用于精密零件和模具的处理。
碳氮共渗（氰化处理）：结合了渗碳和氮化的特点，在同一热处理过程中同时向金属表面渗入碳和氮，以获得兼具高硬度和良好韧性的表面层。这种处理方式适用于要求表面硬度高、耐磨性好且心部具有一定韧性的零件。
硼化处理：在较高温度下（一般高于900℃），将工件置于含硼介质中，使硼原子渗入金属表面，形成极硬的硼化物层。硼化处理可显著提高材料的硬度和耐磨性，但其成本较高，主要用于要求极高硬度和耐磨性的特殊应用场合。