Химико-термическая обработка стали. ХТО – это тепловая обработка металлических изделий в химически активных средах для изменения химического состава

ХТО – это тепловая обработка металлических изделий в химически активных средах для изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев. Она позволяет повысить твердость, износостойкость, усталостную долговечность и коррозионностойкость. Главными факторами процесса ХТО является температура, концентрация на поверхности обработанного изделия активного химического компонента и длительность их взаимодействия. Наиболее распространенные методы ХТО стали- диффузионное насыщение ее и , а также Si, B, Cr, Al и Zn. Большие возможности открывает сочетание ХТО с интенсифицирующими воздействиями (лазерным, электронно- и ионно-лучевым).

Цементация – насыщение С поверхности стальных изделий для повышения их твердости и . Цементируются стали с 0,08-0,23%С, поэтому их сердцевина вязкая, а поверхность () твердая и износостойкая. Процесс идет в среде, называемой карбюризатором (оксиды или углеводороды), которая диссоциирует при высоких температурах (обычно выше ). Цементация может проводится в твердом карбюризаторе, в пасте, в жидкой среде, но наибольшее применение в массовом производстве имеет газовая цементация (природный газ, контролируемая атмосфера, пары).

Азотирование – диффузионное насыщение поверхности металлических изделий N для повышения их коррозионно- и износостойкости и предела выносливости за счет образования твердых растворов N в Fe и карбонитридов. Проводится в среде аммиака () при 500-600 , качество поверхности выше чем при цементации, но процесс очень длительный.

Нитроцементация, карбонитрация и цианирование – методы одновременного насыщения поверхности N и C из сред, в которых происходит образование этих элементов в атомарном виде.

Борирование применяют для повышения износо-, коррозионно, тепло- и окалиностойкости изделий из углеродистых и легированных сталей за счет образования на поверхности слоя (до 0,4 мм) из боридов FeB и FeB .

Силицирование (насыщение Si) дает твердый раствор Si в Fe и повышает износотойкость и коррозийную стойкость сталей в кислотах и морской воде.

К насыщению поверхности металлами относятся: алитирование, хромирование и комплексное насыщение Al, Cr c Ti, Cu, V,W и др.

К высокоэнергетичным методам химического модифицирования поверхностных слоев стальных изделий относятся: ионное азотирование, цементация, силицирование, борирование и др. (тлеющий разряд в среде N, C, B, Si и др.); ионная имплантация; лазерное и электронно-лучевое поверхностное легирование из тонких покрытий легирующих элементов.