化学热处理的工艺方法、用途与目的

名称	工艺方法			用途与目的
渗碳	将工件置于渗碳介质中，加热到900~950℃保温，使碳原子渗入工件表层的过程。渗碳后必须淬火及低温回火，使工件表层获得回火马氏体和碳化物组织，硬度为56HRC~65HRC，而心部随钢种和工件尺寸不同呈低碳马氏体、屈氏体或索氏体等组织，硬度在20HRC~45HRC。 渗碳有固体、液体、气体三种方法，而广泛采用的是气体渗碳，具有渗层质量好，渗速快，劳动条件好，宜大量或批量生产的特点。 工件非渗部位，可镀铜或涂料保护防渗，也可预料加工余量，渗碳后再切削加工除去。			目的是提高钢表层的硬度和耐磨性，而心部仍保持良好塑性和韧性。 广泛用于要求能承受冲击载荷的耐磨零件，如汽车、拖拉机、齿轮等。 常用钢材为含碳量为0.15%~0.25%的渗碳钢，如15、20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi3、18Cr2Ni4W等。 渗碳层的含碳量一般为0.8%~1.1%，并具有合理的浓度梯度。 渗碳层深度根据工件尺寸及要求而定，一般为0.2mm~2.5mm，按载荷情况近似为： 低载荷--<0.5mm；较大载荷—0.5~1.0mm；重载荷—1.0~1.5mm；超重载荷—>1.5mm。
氮化	气体氮化	将工件置于渗氮气氛中，加热到500~600℃，使工件表面渗入氮原子形成氮化物的过程。 为了保证工件心部的力学性能，氮化前应进行调质等热处理。 氮化后不再需要进行淬火、回火处理，因此变形很小，只需进行精磨或研磨抛光即可。		目的是提高表面硬度（HV≧850）、耐磨性、耐蚀性和热硬性，而使心部保持良好塑性和韧性。 氮化广泛用于各种高速传动精密齿轮；高精度机床主轴，如镗杆、磨床主轴；在变向负荷工作条件下要求很高疲劳强度的零件，如高速柴油机轴；以及要求变形很小和在一定抗热、耐蚀工作条件下的耐磨件，如发动机气缸、阀门等。 氮化用钢通常是含Al、Cr、Mo等合金元素的合金钢，典型钢中是38CrMoAlA，其他如40Cr、42CrMo、50CrV、12Cr2Ni4A等，也可用于氮化，但硬度较低。 氮化层深度视工件要求不同，一般为0.25~0.6mm。
	离子氮化	离子氮化是利用稀薄的含氮气体的辉光放电现象进行的，气体电离后所产生的氮离子在电场的作用下高速轰击工件表面，使其渗入工件表面而形成氮化层。		与一般氮化相比，具有生产周期短（仅为气体氮化的1/2~1/5）,氮化层质量好，脆性低，变形小，易控制渗层组织，易实现局部渗氮，省电省氨气，无公害，操作条件好等优点。 基本上适用于所有的钢铁材料，但含有Al、Cr、Ti、Mo、V等合金元素的合金钢氮化层硬度较高。 多用于精密零件，以及一些要求耐磨，而所用材料（如不锈钢）用其他热处理方法又难于达到高硬度的零件，如磨床主轴、燃油泵螺旋长齿轮、发动机排气阀、不锈钢转子外圈、不锈钢螺母、内燃机车合金铸铁缸套、细长管件内壁氮化等。
碳氮共渗	向工件表层同时渗入碳和氮的化学热处理。有气体、固体、液体共渗方法，但液体法有毒，已很少采用，目前普遍应用的是气体法。			碳氮共渗的目的主要是提高工件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度。
	低温碳氮共渗（软氮化）		处理温度为500~600℃，以渗氮为主。 共渗后一般空冷即可	主要用于合金工具钢、高速钢制工具、刀具、模具以及碳钢、合金钢、铸铁、粉末冶金等制造的耐磨件，以提高其耐磨性、热硬性、耐蚀性、耐疲劳性、抗咬合、抗擦伤等性能。 共渗层深度一般为0.01~0.06mm
	中温碳氮共渗（氰化）		处理温度为800~860℃，以渗碳为主。 共渗后要淬火及低温回火。	适于低、中碳的碳钢和合金钢制的结构零件，如汽车、拖拉机齿轮、缝纫机、纺织机零件等，以在保持心部辆红啊塑性韧性的同时，提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。 与渗碳相比，处理温度低、工件变形小，耐磨性和疲劳强度也由于渗碳。 共渗层深度一般为0.2~0.8mm
渗硼	将工件置于含硼介质中加热保温，在工件表层形成致密硼化物的过程。			渗硼层具有高的硬度（1400HV~1800HV）、耐磨性、耐蚀性和红硬性（800℃以下硬度不降） 适于各种工模具、阀门零件、打火机辊轮、缝纫机、电影机的易磨损件等 渗层深度一般为0.1~0.15mm
渗硫	将工件置于含硫介质中，以低温、中温、高温的适当温度，使硫渗入工件表面，以形成FeS层			渗硫层硬度虽不高，但减摩作用很好，适于刀具的补充处理，以及钢和铸铁制的耐磨、抗咬合零件，如汽轮机凸轮轴、汽车及机床齿轮、冷冲模、缸套、滑动轴承等
硫氮共渗	向工件表面同时渗入硫和氮而形成硫化物（深度<0.01mm）及氮化物（深度为0.01~0.03mm）的化学热处理工艺			适用于碳钢、合金钢、高速钢制的工模具、缸套等，以提高其表面硬度（300HV~1200HV）、抗咬合能力、耐磨性及疲劳强度
硫碳氮共渗	向工件表面同时渗入硫、碳、氮而形成深度<0.01mm的硫化物和0.01~0.03mm深的碳氮化合物层的化学热处理工艺。 有固体粉末法、液体熔盐法、气体法等工艺方法。			适用于碳钢、合金钢、高速钢制的工模具（如铝型材挤压模等）、缸套等，以使工件表面获得高的硬度（600HV~1200HV）、耐磨性、抗咬合和抗擦伤能力以及疲劳强度。
渗铝	以铝渗入钢或铸铁表面，形成含铝固溶液体和铝铁化合物层的化学热处理工艺			目的是提高钢铁材料的高温抗氧化性。 用低、中碳钢渗铝可代替抗氧化钢，在800~900℃有良好抗氧化性和抗硫化氢、水煤气等介质的腐蚀 渗层深度一般为0.1~1.0mm
渗铬	向工件表面渗铬，形成一层结合牢固的铬-铁-碳合金层			渗铬层具有耐蚀、耐磨、抗氧化和抗疲劳性能，兼有渗碳、渗氮、渗铝的优点，可全面提高工件的保护能力，在化学、冶金等工业代替铬不锈钢，以及保护要求耐腐蚀、耐磨的精密零件 渗层深度视材料不同为0.02~0.30mm，一般地，焊碳量越高，渗层越浅。