Химико-термическая обработка (ХТО)

Металлических материалов

Химико-термическая обработка (поверхностное легирование) – термическая обработка, сочетающая термическое и химическое воздействие для изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев металлов и сплавов.

Основная цель – упрочнение поверхности деталей, повышение твердости, износостойкости, усталостной прочности, повышение стойкости против воздействия агрессивных сред.

Химико-термическая обработка сводится к диффузионному насыщению (легированию) поверхностного слоя неметаллами (C – цементация, N – азотирование, B – борирование, Si – силицирование…) или металлами (Cr – хромирование, Al – алитирование…) в процессе выдержки при определенной температуре в активной среде, легко выделяющей насыщающий элемент в активном состоянии.

Среды, выделяющие насыщающий элемент, могут быть газообразными, жидкими и твердыми.

Взаимодействие металла и насыщающей среды происходит на поверхности нагретого металла.

ХТО характеризуется тремя одновременно протекающими процессами:

1. Диссоциация – распад молекул и образование диффундирующего элемента в атомарном состоянии в результате разложения исходных веществ

2СОÛСО₂+С (атомарный); 2NН₃Û3Н₂+2N (атомарный)

2. Абсорбция – захват поверхностью металла свободных атомов насыщающего элемента, взаимодействие атомов диффундирующего элемента с поверхностью изделия.

3. Диффузия – это проникновение насыщающего элемента в глубь металла, т.е. перемещение абсорбированных атомов в решетке обрабатываемого металла. При этом концентрация диффундирующего элемента уменьшается в глубь металла, и как следствие этого изменяется структура и свойства.