химико-термическая обработка

хи́мико-терми́ческая обработка

^{статья сверена с оригиналом и вычитана}

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

одновременное хим. и тепловое воздействие на изделия гл. обр. из металлов и сплавов, приводящее к изменению хим. состава и структуры в поверхностных слоях, а иногда и во всем объеме изделия.

Х.-т. о. применяют как один из заключит. видов обработки готовых изделий для создания оптим. сочетания поверхностных и объемных свойств материала (напр., для создания твердой, износостойкой поверхности при сохранении вязкой, пластичной основы, а также для повышения коррозионной стойкости).

Для осуществления Х.-т. о. изделие нагревают в химически активной среде в течение неск. часов при температуре, составляющей 0,5–0,8 температуры плавления осн. компонента. Во время выдержки поверхность изделия вследствие диффузии обогащается хим. элементами из внеш. среды на глубину от неск. мкм до неск. мм. Иногда Х.-т. о. используют для диффузионного удаления из изделия примесей или легирующих элементов.

Для Х.-т. о. металлов и сплавов применяют много способов, различающихся диффундирующими элементами, составом внеш. среды, природой хим. процессов, техникой исполнения и др. факторами. В зависимости от агрегатного состояния внеш. среды различают Х.-т. о. в твердой, жидкой и газовой фазах.

По характеру изменения хим. состава обрабатываемого изделия Х.-т. о. можно разделить на диффузионное насыщение неметаллами или металлами и диффузионное удаление элементов (чаще всего углерода в слабоокислит. среде или водорода в вакууме). Разновидности Х.-т. о.: цементация — насыщение гл. обр. стальных изделий углеродом; азотирование — насыщение азотом стали, сплавов на основе Ti и тугоплавких металлов; оксидирование — окисление поверхностных слоев алюминиевых и магниевых сплавов; цианирование и нитроцементация — одновременное насыщение углеродом и азотом стальных (чугунных) изделий соотв. из расплава солей и газовой фазы; борирование — насыщение бором изделий из стали, сплавов на основе Ni, Co и тугоплавких металлов; силицирование — насыщение кремнием; алитирование — насыщение алюминием гл. обр. сталей, реже — чугунов и сплавов на основе Ni и Co; хромирование и цинкование — насыщение стали соотв. хромом и цинком; меднение — насыщение медью изделий из стали. Из всех видов Х.-т. о. наиб. широко используют насыщение стали углеродом и азотом. Углерод и азот быстро диффундируют в железо, образуя при этом твердые растворы, карбидные и нитридные фазы, резко отличающиеся по физ.-хим. свойствам от железа.

Цементацию сталей проводят с применением твердого или газового реагента (карбюризатора). Наиболее распространенный твердый карбюризатор — древесный уголь с добавками BaCO₃, газовый карбюризатор — природный газ или газообразные углеводороды. Цементацию проводят при 900–1050 °C с выдержкой до 10 час. Цементация относится к числу древнейших операций термич. обработки, использовавшихся задолго до н. э.

Для азотирования сталей чаще всего используют аммиак. Процесс проводят при 500–550 °C в течение 20–100 ч или при 600–700 °C в течение 1–10 ч.

^{Лит.: Минкевич А. Н., Химико-термическая обработка металлов и сплавов, 2 изд., М., 1965; Новиков И. И., Теория термической обработки металлов, 3 изд., М., 1978.}

_{Ю. В. Левинский}