关于锻件化学热处理的优点 常州奥嘉机械有限公司

   锻件厂化学热处理通常可分为分解、吸收和扩散三个基本过程。

   分解就是渗剂通过一定温度下的化学反应或蒸发作用，形成含有渗入元素的活性介质，然后通过活性原子在渗剂中的扩散运动而到达锻件表面。而活性原子是指从某种化合物中刚分解出来的或由离子刚转变而成的新生态原子。介质的分解过程，实质上就是获得活性原子的过程。

   介质分解出活性原子的速度，除了决定于化学反应的本性以外，还与反应的外在条件-介质的体积分数、分解温度及催化剂有关。

   介质的体积分数根据质量作用定律，任何化学反应的速度都和反应物体积分数的乘积成正比。因此，介质的体积分数越高，介质的分解速度越快。

   分解温度几乎所有化学反应速度都随温度的升高而变大。试验指出，温度每提高10℃，反应速度通常会增加2~4倍。

   催化剂对于化学反应的作用主要是降低活化能。催化剂的催化能力与催化剂的性质和使用条件有关，也和催化剂的表面状态及表面积有关。清理锻件表面、装夹锻件时留有一定的间隙等措施，都能改善催化条件，加快化学反应速度。

   吸收是指渗入元素的活性原子吸附于锻件表面并发生相界面反应，即活性原子与金属表面发生吸附-解吸过程。一般固体表面对气相的吸附分成两类，即物理吸附和化学吸附。物理吸附是指同体表面对气体分子的凝聚作用，其吸附速度快，达到平衡也快。此时吸附大多为多分子层，固体晶格与气体分子之间没有电子的转移和化学键的生成。随着温度的升高，吸附在固体表面上的分子离开固体表面（即解吸现象）越来越多。

   化学吸附则不同，它具有化学反应的基本特征，其结合力类似于化学键力，且有明显的选择性。化学吸附只能是单分子层，需要具有一定活性的分子碰撞固体表面，才能产生这种吸附。因此，温度越高，化学吸附的作用也越大。

   化学热处理的吸附，除受温度的影响外，还和锻件表面活性有关。锻件表面活性指的是吸附和吸收被渗活性原子能力的大小。

   锻件表面粗糙度越差，吸附和吸收被渗原子的表面越大，活性越大。锻件表面越新鲜，越能增加捕获被渗元素气体分子的能力，因而能变大表面的活性。

   扩散是指被吸附的活性原子从锻件的表面向内部扩散以及扩散到内部的渗入元素的原子与金属反应而形成固溶体或化合物。金属表面溶入被渗元素的原子后，表面该种元素的质量分数相应地增加。因而在锻件的表面及心部之间存在着明显的质量分数差异，这种质量分数差异称为质量分数梯度。在一定温度下，锻件表面的活性原子将沿着体积分数梯度，由工作的高质量分数的表面向低质很分数的心部扩散。

   与钢的表面淬火相比，钢的化学热处理虽然存在生产周期长等缺点，但它仍具有下列一系列的优点：不受锻件外形的限制，可以获得较均匀的淬硬层。由于表面化学成分和组织同时发生了变化，所以耐磨性和疲劳强度比钢的表面淬火更高。化学热处理过程中产生的表面过热现象，可以在随后的热处理过程中加以消除。

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