锻造齿轮渗碳的基本原理

       任何化学热处理都包含着分解、吸收、扩散三个基本过程。因此，有必要先对这三个基本过程作一定的分析。

       1.分解过程。

       化学热处理是把锻造齿轮放在含有渗入元素的活性介质中进行，只有活性原子才易于为钢的表面所吸收。因此，化学热处理的步便是要获得活性原子。渗碳则首先要得到活性碳原子。

       2.吸收过程。

       渗碳过程的第二步是低碳钢表面吸收过程，分解析出的活性原子为钢表面所吸附，然后溶入基体金属-铁的晶格中，从而形成金属表面的吸收过程。吸附作用与表面张力有关。表面具有吸附的活性区域都是表面能较大的区域，如晶界和微观的缺陷处。吸收的关键还在于要渗入的元素在基体金属铁中有较大的可溶性，否则吸收过程很快就会终止，钢表面不可能形成扩散层。

       炉内的活性原子直接溶解入锻造齿轮的表面，达到饱和和形成化合物。

       3.活性原子的扩散。

       渗碳过程的第三步是扩散，钢中的扩散是指原子由于热运动，引起它在晶格中从一个位置到另一个位置的迁移过程。扩散是金属中一个重要现象，也是化学热处理的基础。

       钢表面吸收活性原子后，使表面碳浓度大大提高。这样，就形成了表面和内部显著浓度差。在一定的温度条件下，原子就能沿着浓度梯度下降的方向作定向的扩散。其结果，便会得到一定厚度的扩散层。扩散层的特点是渗入碳在表面层的浓度高，随着远离表面层，浓度便逐渐下降。

       渗碳过程由分解、吸收、扩散三个过程组成，三个过程又是同时在发生的，全部过程存在着复杂的物理化学反应。

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