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化学热处理：是将工件表面渗进了某些化学元素的原子，改变了表层的化学成份，使表面能得到高硬度或某些特殊的物理、化学性能。

而心部组织成份不变，仍保留原来的高塑性。高韧性的性能，这样在工件截面上就有截然不同的化学成份与组织性能。

化学热处理生产周期长，不便于实现机械化、自动化生产，工艺复杂，质量不够稳定，辅助材料消耗多、费用大、成本高，许多情况下还需要贵重的合金钢。

化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。

化学热处理的主要方法

化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

基本过程

化学热处理包括三个基本过程，即

①化学渗剂分解为活性原子或离子的分解过程；

②活性原子或离子被钢件表面吸收和固溶的吸收过程；

③被渗元素原子不断向内部扩散的扩散过程。

渗碳法之种类

渗碳法按使用之渗碳剂而可分为如下三大类：

（1）固体渗碳法：以木炭为主剂的渗碳法。

（2）液体渗碳法：以氰化钠为主剂之渗碳法。

（3）气体渗碳法：以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。

固体渗碳法

将表面渗碳钢作成的工件，连同渗碳剂装入渗碳箱而密闭，装入加热炉，加热成沃斯田铁状态，使碳从钢表面侵入而扩散，处理一定时间后，连同渗碳箱冷却，只取出渗碳处理工件，进行一次淬火、二次淬火、施行回火。

液体渗碳法

液体渗碳法为将工作件浸渍于盐浴中行渗碳之方法。因盐浴之淬火性良好，因此可减少工作件之变形，并可使处理件加热均匀。升温迅速，操作简便，便于多种少量的生产。尤其在同一炉，可同时处 理不同渗碳深度的处理件。

液体渗碳是以氰化钠为主成分，所以同时能渗碳亦能氰化，所以亦称为渗碳氮化，有时亦称为氰化法。处理温度约以700℃界，此温度以下以氮化为主，渗碳为辅，700℃以上则渗碳为主，氮化为辅，氮化之影响极低。一般工业上使用时，系以渗碳作用为主。

气体渗碳法

气体渗碳，由于适合大量生产化，作业可以简化，品质管制容易算特点，目前最普遍被采用。此法有变成气体（或称发生气体）及滴注式之两种。变成气体方式之方法是将碳化气体（C4H10，C3H8，CH4等）和空气相混合后送入变成炉，在炉内1000～1100℃之高温下，使碳化氢和空气反应而生成所谓变成气体，由变成炉所生成的气体有各种称呼，本文方便上叫做变成气体。变成气体以CO、H2、N2，为主成份，内含微量CO2、H2O、CH4，然后将此气体送进无外气泄入的加热炉内施行渗碳。渗碳时，因所需的渗碳浓度不同，在变成气体内添加适当量的C4H10、C3H8、CH4等以便调渗碳浓度。

气体渗碳氮化法

气体渗碳氮化时，渗碳和渗氮作用同时行。气体渗碳用的气体渗碳用的气体用来产生渗碳作用，而N H3气体用产生渗氮作用。气体渗碳氮化温度为704～900℃，其处理时间比气体渗碳法短，得较薄的硬化层，所得渗碳氮化结果类似于液体渗碳氮化所得者。

化学热处理的特点

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。

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。

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化学热处理

钢的化学热处理