影响化学热处理工件表面浓度的关键因素分析

化学热处理后工件的表面浓度主要取决于介质中渗入元素的化学势、处理温度、处理时间及工件的表面状态等因素。

（1）介质中渗入元素的化学势 化学热处理可视为恒温、恒压过程，介质中某一组元之所以能够通过工件表面渗入工件内部，是因为该组元在介质中的化学势大于它在工件表面内的化学势。一旦该组元在介质中和在工件表面的化学势相等，就达到动态平衡。但介质中过高的化学势往往是不必要的，甚至是有害的，会引起渗层出现不正常的组织。例如，在过高的碳势下渗碳后，会使工件表面碳浓度过高，出现网状或块状碳化物，同时淬火后会出现过量的残留奥氏体而使硬度低于正常值。介质中某元素的化学势取决于介质的组成和温度；工件表面上某元素的化学势则取决于其化学成分和温度。

（2）处理温度 在化学热处理中工件表面渗入元素浓度的改变是通过该元素的渗入实现的，同时，渗入元素的活性原子又是通过介质在工件表面的催化作用下所进行的界面反应形成的。而温度对反应速率的影响是很大的，温度对渗入元素的原子由表面向心部的扩散也有影响。当由介质进入工件表面的渗入元素原子数量恒定时，扩散速度大小会影响工件表面的浓度。(www.xing528.com)

（3）工件的表面状态 工件表面是否有锈、油污、氧化膜，或是否进行过其他表面处理，即表面是否洁净或活化等都会影响表面对化学反应的催化或产生机械阻碍作用。改变表面状态，有利于化学热处理的顺利进行。例如，不锈钢在气体软氮化时，工件表面上的钝化膜能否去除或被破坏往往是该工艺能否顺利进行的关键。