Химико-термической обработкой (ХТО) называют процесс, сочетающий в себе поверхностное насыщение стали тем или иным элементом при высокой температуре и термическую обработку, в результате которых происходит изменение химического состава, микроструктуры и свойств поверхностных слоев деталей.
Химико-термическая обработка включает в себя следующие стадии:
1. Диссоциация - выделение насыщающего элемента в активном состоянии в результате разложения исходных веществ. Количественно оценивается степенью диссоциации. Зависит от свойств насыщающей среды.
2. Абсорбция - захват поверхностью металла свободных атомов насыщающего элемента. Зависит от свойств металла и технологии насыщения.
3. Диффузия - проникновение элементов внедрения в глубь металла. Характеризуется свойствами металла и элементов внедрения (в частности, коэффициентами диффузии).
Распределение элементов внедрения по сечению неравномерно. Поверхностный слой детали, отличающийся от исходного материала по химическому составу, называется диффузионным слоем. Материал детали под диффузионным слоем с неизменившимся химическим составом называется сердцевиной (рис.11.1).
|
|
Рис.11.1. Распределение элемента насыщения по сечению.
На рис.11.1 показана концентрация элементов внедрения при ХТО по сечению детали где:
Сп, % - концентрация элемента внедрения на поверхности;
Ср, % - средняя концентрация элемента внедрения;
Сисх, % - исходная концентрация (в сердцевине)
К основным видам ХТО относятся:
1. Цементация (насыщение углеродом)
2. Азотирование (насыщение азотом)
3. Нитроцементация (совместное насыщение азотом и углеродом)
4.Диффузионная металлизация (насыщение металлами - алюминием, хромом, кремнием и др.)