化学热处理知识总结
三种必备化学热处理知识
一．软氮化热处理为了缩短氮化周期，并使氮化工艺不受钢种的限制，在近年间在原氮化工艺基础上发展了软氮化和离子氮化两种新氮化工艺。
软氮化实质上是以渗氮为主的低温氮碳共渗，钢的氮原子渗入的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与一般气体氮化相比，渗层硬度较氮化低，脆性较小，故称为软氮化。
1、软氮化方法分为：气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。
目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。
气体软氮化是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗，常用的共渗介质有尿素、甲酰胺、氨气和三乙醇胺，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性氮、碳原子。
活性氮、碳原子被工件表面吸收，通过扩散渗入工件表层，从而获得以氮为主的氮碳共渗层。
气体软氮化温度常用560-570℃，因该温度下氮化层硬度值最高。
氮化时间常为2-3小时，因为超过2.5小时，随时间延长，氮化层深度增加很慢。
2、软氮化层组织和软氮化特点：钢经软氮化后，表面最外层可获得几微米至几十微米的白亮层，它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体Fe3（C，N）所组成，次层为的扩散层，它主要是由γ`相和ε相组成。
软氮化具有以下特点：(1)、处理温度低，时间短，工件变形小。
(2)、不受钢种限制，碳钢、低合金钢、工模具钢、不锈钢、铸铁及铁基粉未冶金材料均可进行软氮化处理。
工件经软氮化后的表面硬度与氮化工艺及材料有关。
3、能显著地提高工件的疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性。
在干摩擦条件下还具有抗擦伤和抗咬合等性能。
4、由于软氮化层不存在脆性ξ相，故氮化层硬而具有一定的韧性，不容易剥落。
因此，目前生产中软氮化巳广泛应用于模具、量具、刀具（如：高速钢刀具）等、曲轴、齿轮、气缸套、机械结构件等耐磨工件的处理。
二.长轴氮化热处理目前，国内一般细长轴(2—3m)的热处理变形量要求不大于0.03～0.05mm，按传统制造工艺是很难达到这个要求。
经过对传统制造工艺流程和工艺进行改进和完善，使长轴最终氮化处理的变形量达到国内同行业先进水平。
化学热处理的实验总结
化学热处理的实验总结化学热处理这个实验可真是一段超级有趣又有点小波折的经历呢！一、实验前的期待与准备。
刚开始知道要做这个化学热处理实验的时候，我那心里就像揣了只小兔子，既兴奋又有点小紧张。
毕竟这是个挺有挑战性的实验呀。
我们就像一群要去探索神秘宝藏的小探险家，在实验前做了好多好多准备工作。
我们先把各种实验器材都仔仔细细地检查了一遍，那些瓶瓶罐罐的，就好像是我们的小武器一样。
然后又把实验要用的化学试剂都准备好了，看着那些试剂，感觉就像是魔法药水一样，充满了神秘的力量。
我们还在本子上写了好多小笔记，就怕到时候手忙脚乱给忘了步骤。
那时候啊，满脑子都是这个实验会怎么进行，会出现什么样的神奇现象呢。
二、实验进行时的状况百出。
实验开始啦，可没我们想象的那么顺利呢。
就像做菜的时候盐放多了或者火候没掌握好一样。
我们在处理样品的时候，有的同学一不小心就把样品放歪了，当时就急得像热锅上的蚂蚁。
还有啊，在控制温度和时间的时候，那个温度就像是个调皮的小娃娃，一会儿高一会儿低的。
我们都在那儿小心翼翼地调整着，心里还直念叨着：“小温度啊，你可乖一点呀。
”在添加化学试剂的时候，也有点小混乱，有的同学加得快了点，就怕会影响实验结果。
大家都围在实验仪器旁边，眼睛瞪得大大的，一眨不眨地盯着，就盼着能出现我们期待的反应呢。
虽然状况不断，但是我们之间互相打趣，互相帮忙，整个实验室里充满了欢声笑语，倒也不觉得有多沮丧。
三、实验中的小惊喜。
你别说，在这一堆混乱和小失误当中，还真出现了一些让我们特别惊喜的小情况呢。
当我们看到样品开始慢慢发生变化的时候，那种感觉就像是自己亲手种下的小种子突然发芽了一样。
那颜色的变化，那表面结构的改变，就像是魔法在起作用一样。
我们都忍不住欢呼起来，之前的那些小烦恼一下子就被抛到九霄云外去了。
我们赶紧把这些变化记录下来，眼睛里满是兴奋和好奇，都在七嘴八舌地讨论着为什么会出现这样的变化，这个时候的我们啊，就像是一群发现了新大陆的小探险家，对这个小小的实验结果充满了无限的热情。
高三化学热处理知识点总结
高三化学热处理知识点总结热处理是指通过加热和冷却对材料进行物理或化学变化，以改变其组织结构和性能的过程。
在高三化学学习中，了解热处理的知识点对于理解材料性质、实验操作及工艺应用都有着重要的作用。
本文将对高三化学热处理的知识点进行总结。
一、热处理的分类1. 相变热处理相变热处理是指物质在固态与液态、气态之间变化过程中受热处理的过程。
常见的相变热处理包括升华、熔化和汽化等。
2. 固态热处理固态热处理是指在物质固态改变过程中进行的热处理，主要包括退火、淬火和回火等。
3. 液态热处理液态热处理是指在物质液态状态下进行的热处理，主要涉及溶解和结晶等。
二、常见的热处理方法1. 退火退火是通过加热材料至一定温度，然后以适当速率冷却的过程，目的是减小材料的硬度和提高延展性。
退火可分为全退火、球化退火、时效退火等。
2. 淬火淬火是将材料加热至临界温度，保持一定时间后迅速冷却，以使材料产生相变，并获得高硬度和高强度。
淬火还可分为水淬、油淬、盐淬等不同介质淬火。
3. 回火回火是在淬火过程中，通过加热材料至较低的温度，然后适当冷却，使材料获得适合使用的组织结构和力学性能。
回火的目的是消除淬火应力和提高材料的韧性。
4. 热残余处理热残余处理是指在材料制备过程中，对材料进行一次或多次退火、淬火和回火等处理，以消除或调整材料内部应力和改变材料组织结构，从而改善材料的性能。
三、热处理对材料性能的影响1. 组织结构的改变热处理可以改变材料的晶格结构、晶粒尺寸和晶界特性，从而影响材料的硬度、强度和韧性等机械性能。
2. 性能的提高通过合理的热处理过程，可以提高材料的硬度、强度、塑性和韧性等性能，使其适应不同的工作环境和使用要求。
3. 应力的消除热处理可以消除材料制备过程中的应力，避免材料在使用过程中发生变形、开裂等问题，提高材料的稳定性和可靠性。
四、热处理的应用领域1. 金属材料加工热处理在金属材料的加工中广泛应用，可以改善金属材料的力学性能，避免加工后出现裂纹、变形等问题，提高产品质量和使用寿命。
化学热处理
化学热处理化学热处理是通过改变金属和合金工件表层的化学成分、组织和性能的金属热处理。
化学热处理的工艺过程普通是：将工件置于含有特定介质的容器中，加热到适当温度后保温，使容器中的介质(渗剂)分解或者电离，产生的能渗入元素的活性原子或者离子，在保温过程中不断地被工件表面吸附，并向工件内部扩散渗入，以改变工件表层的化学成份。
通常，在工件表层获得高硬度、耐磨损和高强度的同时，心部仍保持良好的韧性，使被处理工件具有抗冲击载荷的能力。
每一种化学热处理工艺都各有其特点，如果需要分别或者同时提高耐磨、减摩、抗咬死、耐蚀、抗高温氧化和耐疲劳性能，则根据工件的材质和工作条件选择相应的化学热处理工艺。
化学热处理是古老的工艺之一，在中国可上溯到西汉时期。
已出土的西汉中山靖王刘胜的佩剑，表面含碳量达O.6 ~ 0.7%，而心部为 O.15 ~ O.4%，具有明显的渗碳特征。
明代宋应星撰《天工开物》一书中，就记载实用豆豉、动物骨炭等作为渗碳剂的软钢渗碳工艺。
明代方以智在《物理小识》“淬刀” 一节中，还记载有“以酱同硝涂錾口，煅赤淬火”。
硝是含氮物质，当有一定的渗氮作用。
这说明渗碳、渗氮或者碳氮共渗等化学热处理工艺，早在古代就已被劳动人民所掌握，并作为一种工艺广泛用于刀兵和农具的制作。
随着化学热处理理论和工艺的逐步完善，自二十世纪初开始，化学热处理已在工业中得到广泛应用。
随着机械创造和军事工业的迅速发展，对产品的各种性能指标也提出了越来越高的要求。
除渗碳外，又研究和完善了渗氮、碳氮和氮碳共渗、渗铝、渗铬、渗硼、渗硫、硫氮和硫氮碳共渗，以及其他多元共渗工艺。
电子计算机的问世，使化学热处理过程的控制日臻完善，不仅生产过程的自动化程度越来越高，而且工艺参数和处理质量也得到更加可靠的控制。
按渗入元素的性质，化学热处理可分为渗非金属和渗金属两大类。
前者包括渗碳、渗氮、渗硼和多种非金属元素共渗，如碳氮共渗、氮碳共渗、硫氮共渗、硫氮碳 (硫氰)共渗等；后者主要有渗铝、渗铬、渗锌，钛、铌、钽、钒、钨等也是常用的表面合金化元素，二元、多元渗金属工艺，如铝铬共渗、钽铬共渗等均已用于生产。
化学热处理总复习汇总
5、辐射传热，加热速度慢
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六、真空渗碳工艺的优点 （1）工艺周期短 （2）气体消耗量少 （3）渗层质量好 （4）工件变形小 （5）对环境污染小，自动化程度高，劳动条件 好。
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二、真空加热的技术特点
1、防止氧化作用（活化）
须注意真 空度和氧分压的 区别
2、真空脱气作用 金属的脱气，可提高它的塑性和强度。 3、脱脂作用 已广泛应用于易损伤的金属箔、拉丝线材 和精密的带有小孔筛眼之类金属零件的脱脂处理。 4、元素的蒸发 真空热处理时，工件表层某些元素在一定条 件下蒸发严重。
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四、渗后热处理 一般：直接淬火＋低回 回火抗力提高，回火温度稍高 淬透性提高，硬化均匀 碳钢碳氮共渗可取代合金钢渗碳
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五、组织性能 1、组织 与渗碳类似 不同：碳氮化物倾向大，残A多 厚度：有冲击载荷，0.65-0.75mm 轻载，0.55mm以下 一般取渗碳层深度的2/3
2、性能 硬度、耐磨性、疲劳强度 高于渗碳 疲劳强度 碳氮共渗>渗碳>感应加热表面淬火>正火
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渗碳用钢 通常为低碳（合金钢） 低淬透：20、 20Cr、 20CrV、20MnV 中淬透： 20CrMnTi、20CrMn、20Mn2B 高淬透：12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4W、20Cr2Ni4
化学热处理方法
化学热处理方法
化学热处理是一种在工件表面涂覆化学物质并利用化学反应来
改善工件材料的热处理工艺。
以下是常见的化学热处理方法:
1. 渗碳:在工件表面涂覆碳素墨水,并在高温下加热,碳素墨水
会将碳元素渗入工件表面,形成渗碳层。
这种热处理方法可以用于制作高强度、高硬度的零部件。
2. 渗氮:在工件表面涂覆氮化墨水,并在高温下加热,氮化墨水
会使工件表面形成氮化层,提高工件的耐磨性和耐腐蚀性。
这种热处理方法可以用于制作耐磨、耐腐蚀的零部件。
3. 硬化:在工件表面涂覆硬化剂,并在高温下加热,硬化剂会在
工件表面形成坚硬的硬化层,提高工件的强度和硬度。
这种热处理方法可以用于制作高强度、高硬度的零部件。
4. 氧化:在工件表面涂覆氧化剂,并在高温下加热,氧化剂会在
工件表面形成氧化层,提高工件的耐腐蚀性。
这种热处理方法可以用于制作耐蚀的零部件。
5. 电镀:在工件表面涂覆电镀剂,并在高温下加热,电镀剂将工
件表面形成电镀层,提高工件的耐腐蚀性和耐磨性。
这种热处理方法可以用于制作需要耐腐蚀性和耐磨性的零部件。
化学热处理方法的应用范围非常广泛,可以用于制作各种零部件,如汽车发动机零件、航空航天部件、机械零件等。
化学热处理
化学热处理在金属切削加工中，经常遇到的是淬火、退火、正火和回火。
其中应用较多的是淬火与回火。
淬火是将钢件加热到临界点以上某一温度，保温适当时间后，在水或盐水等淬冷介质中快速冷却的一种金属热处理工艺。
淬火后硬度一般比原来硬度高，但有些牌号淬火后需要进行低温回火。
化学热处理的基本原理是把零件和工具浸没在一定浓度的化学介质(主要是渗碳剂)中进行加热处理，随着处理温度的升高和保温时间的增长，使渗碳层的组织转变为马氏体、贝氏体或托氏体，由于表面硬度升高，从而提高了零件表面的耐磨性。
这种表面处理叫做渗碳。
渗碳后还需要对零件进行高温回火。
它的目的是消除渗碳所引起的表面硬化及脆性，同时可降低零件中残余奥氏体的含量，并使工件具有良好的综合机械性能。
这种处理方法所能达到的硬度不高，只有60～70HRC左右。
一般低于60HRC的处理称为调质，它的工艺范围宽，适应性强。
用于各种类型、各种性能的钢材。
如弹簧钢、轴承钢、工具钢、高速钢以及要求特别硬度的工模具钢等。
正火是将工件加热到临界点以下某一温度后在空气中冷却，然后在水中冷却的金属热处理工艺。
正火后的组织比较均匀，有良好的综合力学性能，广泛用于各种结构零件的处理。
如碳素结构钢和低合金结构钢，各种工具钢，滚动轴承钢等。
常用于各种重要结构件、一般机器零件及高速切削刀具。
如车轴、机床主轴、内燃机曲轴、气缸体、齿轮、凸轮轴、连杆、小齿轮、活塞销等。
回火是将工件加热到临界点以上某一温度，保温一定时间，然后在水中或油中冷却，获得回火马氏体组织，以便进行切削加工或淬火后的中间退火。
最早的一种铝合金的化学热处理。
是在金属的碳氮共渗基础上开发出来的新工艺。
它采用较高的加热温度(一般为Ac1)和较低的加热速度(200 ℃/h)，使碳氮化合物分解而析出弥散分布的渗碳体，从而提高了硬度、耐磨性和疲劳强度。
现代铝合金的化学热处理广泛地应用于航空、宇航、汽车等领域。
近年来还在电子、电工等方面应用。
化学热处理技术
化学热处理技术一、概述1.化学热处理的概念化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
由于机械零件的失效和破坏大多数都萌发在表层，特别在可能引起磨损、疲劳、金属腐蚀、氧化等条件下工作的零件，表层的性能尤为重要。
经化学热处理后的钢件，实质上可以认为是一种特殊复合材料。
工件心部为原始成分的钢，表层则是渗入了合金元素的材料。
心部与表层之间是紧密的晶体型结合，它比电镀等表面防护技术所获得的心部、表面的结合要强得多。
2.化学热处理的分类化学热处理的方法繁多，多以渗入元素或形成的化合物来命名，例如渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铝、渗铬、渗硅、碳氮共渗、氧氮化、硫氰共渗，还有碳、氮、硫、氧、硼五元共渗及碳（氮）化钛覆盖等。
3.化学热处理的基本过程化学热处理包括三个基本过程：化学渗剂分解为活性原子或离子的分解过程；活性原子或离子被钢件表面吸收和固溶的吸收过程；被渗元素原子不断向内部扩散的扩散过程。
（1）分解过程化学渗剂是含有被渗元素的物质。
被渗元素以分子状态存在，它必须分解为活性原子或离子才可能被钢件表面吸收及固溶，很难分解为活性原子或离子的物质不能作渗剂使用。
例如，普通渗氮时不用氮而用氨，因为氨极易分解出活性氮原子。
根据化学反应热力学，分解反应产物的自由能必须低于反应物的自由能，分解反应才可能发生。
但仅满足热力学条件是不够的，在实际生产中应用还必须考虑动力学条件，即反应速度；提高反应物的浓度和反应温度，虽然均可加速渗剂的分解，但受材料或工艺等因素的限制。
在实际生产中，使用催化剂以降低反应过程的激活能，可使一个高激活能的单一反应过程变为有若干个低激活能的中间过渡性反应过程，从而加速分解反应。
铁、镍、钴、铂等金属都是使氨或有机碳氢化合物分解的有效催化剂，所以钢件表面本身就是良好的催化剂，渗剂在钢件表面的分解速率比其单独存在时的分解速率可以提高好几倍。
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化学热处理知识总结
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Vol.1 化学热处理的定义
化学热处理是将金属或合金工件置于含有适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
化学热处理亦称“表面渗扩”或“热扩渗”处理。
实际上，化学热处理是把金属材料或制件置于含有一种或多种化学元素的固体、液体或气体介质中，在炉中加热到一定温度，通过介质高温裂解物在金属材料表面的分解、吸附、固溶、化合反应使这些元素进入金属表面，并经过热扩散逐渐渗入金属材料，在金属表层形成富一种或多种合金元素的渗层。
化学热处理技术在现代工业中占有很高的比重，它之所以被广泛
应用，是因其可在很大程度上提高工件“表硬内韧”的性能要求，如要求工件表面高强度、高硬度、高耐磨性等力学性能、抗咬合性能、抗疲劳性能以及特殊的耐蚀性、抗高温氧化性能等物理化学性能等，同时工件自身还应保持原有的良好的塑韧型等基本性能，从而提高机器零件在各种复杂工况下的耐用度。
化学热处理的主要特征是：固体扩散渗入，既改变工件表面层的化学成分，又改变其组织，渗层与基体之间有扩散层，获得单一材料难以获得的性能或进一步提高工件的使用性能。
化学热处理的驱动力是浓度梯度。
化学热处理形成渗层的结构遵守相图，其结构是连续的，属于冶金结合。
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Vol.2 化学热处理的分类
01
按渗入元素的种类分类
✦
可分为渗碳、渗氮（氮化）、渗硼、渗铝、渗硫、碳氮共渗、碳
铬复合渗等。
02
按渗入元素的种类和先后顺序分类
✦
01
单元渗，渗入单一种元素
如渗碳（单元渗碳）、渗硼（单元渗硼）等。
02
二元共渗。
同时渗入两种元素的称为二元共渗
如同时渗入碳、氮两种元素即称碳氮二元共渗（简称碳氮共渗），同时渗入硼、铝两种元素即称硼铝二元共渗（简称硼铝共渗）等。
03
多元共渗。
同时渗入两种以上元素的称为多元共渗
如同时渗入碳、氮、硼三种元素即称碳氮硼三元共渗等。
04
二元复合渗。
先后渗入两种元素的称为二元复合渗
如先后渗入钨和碳两种元素即称钨碳二元复合渗等。
05
多元复合渗。
先后渗入两种以上元素的称为多元复合渗如氮碳硫三元复合渗等。
03
按渗入元素的活性介质所处状态的不同分类
✦
01
固体法
包括粉末填充法、膏剂（料浆）法、电热旋流法等。
02
液体法
包括盐浴法、电解盐浴法、水溶液电解法等。
03
气体法
包括真空法、固体气体法、间接气体法、流动离子炉法等。
04
离子轰击法
包括离子轰击渗碳、离子轰击氮化、离子轰击渗金属等。
04
按照表面化学成分的变化特点分类
✦
扩散渗入又可分为4个类别：渗入各种非金属元素；渗入各种金属元素；同时渗入金属-非金属元素；扩散消除杂质元素等。
05
按照渗入元素与钢中元素形成的相结构分类
✦
01
第一类是渗入元素溶于溶剂元素的晶格中形成固溶体
如渗碳、碳氮共渗等。
02
第二类是反应扩散
此类又可分两种：第一种是渗入元素与钢中元素反应形成有序相（金属化合物），如渗氮（俗称氮化）；第二种是渗入元素在溶剂元素晶格中的溶解度很小，渗入元素与钢中元素反应形成化合物相，如渗硼。
06
按照渗入元素对钢件表面性能的作用/目的进行分类
✦
01
提高工件表面的硬度、强度，疲劳强度和耐磨性。
如渗碳、氮化、碳氮共渗等。
02
提高工件表面的硬度、耐磨性。
如渗硼、渗钒、渗铌等。
03
减少摩擦系数、提高抗咬合、抗擦伤性。
如渗硫、氧氮化、硫氮共渗处理等。
04
提高抗腐蚀性。
如渗硅、渗铬、渗氮等。
05
提高抗高温氧化性。
如渗铝、渗铬、渗硅等。
07
按钢材在进行化学热处理时的组织状态进行分类
✦
表1 按照钢的组织状态所形成的分类表
如表1所示，由于钢处于铁素体状态下，化学热处理温度一般均低于600℃，故将处于铁素体状态下的化学热处理，又称为低温化学热处理；而钢处于奥氏体状态下的化学热处理温度一般均高于600℃ ，
则称为高温化学热处理。
低温化学热处理工艺具有处理温度低，节能，工件畸变小，耐腐蚀和抗咬合性好，硬度高，耐磨、减摩性能好等优点。
同时，从表1还可以看出，钢的化学热处理通常以渗入不同的元素来命名的，如渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
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Vol.3 化学热处理的特点
与表面淬火、表面形变强化等表面强化方法相比，其具有以下特点。
#1
通过渗入不同的元素，可有效地改变工件表面的化学成分和组织，以获得各种不同的表面性能，从而满足不同工作条件对工件的性能要
求。
一般化学热处理的渗层深度可根据工件的技术要求来调节，而且渗层的成分、组织和性能由表至里是逐渐变化的，渗层与基体属于冶金结合，结合牢固，表层不易剥落。
#2
#3
通常化学热处理不受工件几何形状的限制，无论形状如何复制均可使外壳和内腔获得所要求的渗层或局部渗层，不像表面淬火、滚压、冷压、冷轧等冷作硬化处理那样，要受到工件形状的限制。
绝大部分化学热处理具有工件变形小、精度高、尺寸稳定性好等特点。
如氮化、软氮化、离子氮化等工艺，均使工件保持较高的精度、较低的表面粗糙度和良好的尺寸稳定性。
#4
#5
所有化学热处理均可获得改善工件表面性能的综合效果，大部分化学热处理在提高表面力学性能的同时，还能提高工件表面层的耐蚀性、抗氧化性、减摩、抗咬合性、耐蚀性等多种性能。
一般化学热处理对提高机械产品的质量、挖掘材料潜力、延长使用寿命具有更为显著的成效，因此可节约较贵重的金属材料，降低成本，提高经济效益。
#6
#7
多数化学热处理既是一个复杂的物理化学过程，也是一个复杂的冶金过程，它需要在一定的活性介质中进行加热，通过界面上的物理化学反应和由表及里的冶金扩散来完成。
因而其工艺较复杂，处理周期长，而且对设备的要求也较高。
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Vol.4 结束语
本期文章主要和大家分享了化学热处理的定义、分类及特点。
相信通过这期基础性的资料介绍，大家对化学热处理有了进一步的了解。
来源：与君漫谈热处理。