無論哪種化學(xué)熱處理方法,無論用什么元素滲入鋼件的表面,其滲入的物理化學(xué)過程基本相同,無論哪一種工藝方法,都是由介質(zhì)的“分解”、活性原子的“吸收”,滲入原子的“擴(kuò)散”三個(gè)基本過程所組成。
1.介質(zhì)分解
富有滲入元素介質(zhì)在一定的條件下(溫度和壓力),通過一定的化學(xué)反應(yīng),從介質(zhì)中析出具有活性原子(離子)的過程。例如,固體滲碳時(shí)發(fā)生的反應(yīng):2CO-÷C02+ [C],這個(gè)[C]就是從CO中分解出來的活性碳原子.
從介質(zhì)中分解出活性原子的速度,主要取決于介質(zhì)的性質(zhì),數(shù)量、分解溫度、有無催滲劑等。
2.活性原子的吸收
從介質(zhì)中分解出來的活性原子被鋼件表面所吸收,吸收的方式是活性原子溶解于固溶體中,或形成化合物。例如滲碳時(shí),滲碳介質(zhì)分解出的活性碳原子吸附在零件表面,被零件所吸收,其實(shí)質(zhì)即[C]向零件表面層奧氏體中溶解。
3、滲入原子擴(kuò)散
被鋼表面吸收的滲入原子向工件心部遷移(擴(kuò)散),并達(dá)到一定的濃度和深度的過程。造成擴(kuò)散要有兩個(gè)基本條件;一個(gè)條件是要有濃度差,原子擴(kuò)散是由濃度高的地方移向濃度低的地方,表面吸收了活性原子,造成了高濃度區(qū)域,而心部則是低濃度區(qū)域,濃度差越大,擴(kuò)散速度也越快;另一個(gè)條件是要原予具有一定的能量才能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散,所以化學(xué)熱處理大都加熱到一定溫度進(jìn)行,溫度越高,原子熱運(yùn)動(dòng)能量越大,也越易進(jìn)行擴(kuò)散。在一般生產(chǎn)條件下,碳原子往深處擴(kuò)散的速度總是小于表面吸收的速度,所以擴(kuò)散階段所分解出的碳原子數(shù)量應(yīng)比吸收階段少得多。
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資料來源:東莞市弘超模具科技有限公司結(jié)構(gòu)鋼事業(yè)部
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