Основные процессы, протекающие при химико-термической обработке

Химико-термической обработкой называют поверхностное насыщение
стали соответствующими элементами (например, углеродом, азотом, алюминием,
хромом и др.) путём его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при
высокой температуре. [1]
Химико-термическая обработка сочетает тепловое воздействие с
химическим, и вызывает изменение структуры и состава в поверхностных слоях
изделия [2], что позволяет в более широких пределах менять свойства стали.
При диффузионном насыщении поверхностных слоёв можно выделить три
одновременно идущих процесса [2], обеспечивающих обогащение изделия
элементами из внешней среды: [3]
1. Реакции в насыщающей среде – на этой стадии массопереноса следует
различать два процесса: образование активных атомов в насыщающей среде и
диффузию их к поверхности обрабатываемого металла.
2. Реакции на границе фаз – адсорбция (хемосорбция) образовавшихся
активных атомов поверхностью насыщения. При хемосорбции происходит
взаимодействие между атомами насыщающего элемента и обрабатываемой
поверхностью, которое по своему характеру и силе близко к химическому.
3. Диффузия – перемещение адсорбированных атомов внутри металла; по
мере накопления атомов диффундирующего элемента на поверхности насыщения
возникает диффузионный поток от поверхности вглубь обрабатываемой стали.
Процесс возможен только при условии растворимости диффундирующего
элемента в обрабатываемом металле и достаточно высокой температуре,
обеспечивающей необходимую энергию атомам. [4]