化学热处理的基本过程是什么呢？

化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。由于机械零件的失效和破坏大多数都萌发在表面层，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，表面层的性能尤为重要。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。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，它比电镀等表面复护技术所获得的心、表部的结合要强得多。①提高零件的耐磨性 采用钢件渗碳淬火法可获得高碳马氏体硬化表层;合金钢件用渗氮方法可获得合金氮

化学热处理化物的弥散硬化表层。用这两种方法获得的钢件表面硬度分别可达HRC58~62及HV800~1200。另一途径是在钢件表面形成减磨、抗粘结薄膜以改善摩擦条件，同样可提高耐磨性。例如，蒸汽处理表面产生四氧化三铁薄膜有抗粘结的作用;表面硫化获得硫化亚铁薄膜,可兼有减磨与抗粘结的作用。近年来发展起来的多元共渗工艺,如氧氮渗，硫氮共渗，碳氮硫氧硼五元共渗等,能同时形成高硬度的扩散层与抗粘或减磨薄膜，有效地提高零件的耐磨性，特别是抗粘结磨损性。

②提高零件的疲劳强度 渗碳、渗氮、软氮化和碳氮共渗等方法，都可使钢零件在表面强化的同时，在零件表面形成残余压应力，有效地提高零件的疲劳强度。

③提高零件的抗蚀性与抗高温氧化性 例如，渗氮可提高零件抗大气腐蚀性能;钢件渗铝、渗铬、渗硅后，与氧或腐蚀介质作用形成致密、稳定的Al2O3、Cr2O3、SiO2保护膜，提高抗蚀性及高温抗氧化性。

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、渗化学热处理铬、渗硅、碳氮共渗、氧氮化、硫氰共渗和碳、氮、硫、氧、硼五元共渗，及碳(氮)化钛覆盖等。各种化学热处理的效用和适用钢种见表。

化学热处理应根据零件的性能要求以及工艺的易行性与经济指标，合理地选用工艺类型。例如，渗碳与渗氮可提高零件的耐磨性;但渗碳是在高温(900~1000℃)下进行,在不太长的时间内(6~10小时)可获得可观的渗层,故一般要求硬化层较深(0.9~2.5mm)的耐磨零件多采用渗碳处理，既可满足性能要求，又较经济。当零件尺寸变形要求很严时,采用低温(500~600℃)进行的渗氮处理,可保证零件尺寸精度;但渗氮层增厚缓慢，渗氮时间常需十几甚至几十个小时，是一种不经济的方法。

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。但仅满足化学热处理热力学条件是不够的，在生产中实际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由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很好的催化剂，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。