1.2.3 化学热处理后渗层的性能评估

不同的材料经各种化学热处理后，表面将获得不同厚度、成分、组织和性能的渗层，其目的是满足不同服役条件的需要，这也是选择化学热处理工艺方法、制订化学热处理工艺方案的依据。

1.硬度

经不同化学热处理工艺处理后所获得的渗层硬度是各不相同的。图1-16列出了几种化学热处理工艺的大致硬度范围。总的来讲，大部分化学热处理工艺都将使材料的表面硬度提高。

图1-15 渗碳温度及保温时间对渗层深度的影响

2.耐磨性

根据磨损条件不同，磨损可分为四大类，即磨粒磨损、黏着磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损。这四种磨损的机理各不相同，破坏形式各异，因而对表面渗层也有不同的要求。

图1-16 几种化学热处理工艺的大致硬度范围

对工件表面所施加的应力不致使磨粒破碎这类低应力磨粒磨损，化学热处理具有较好的效果；在高应力磨粒磨损条件下，对材料的强度、韧性要求很高，而渗层一般较脆，因此，难以用化学热处理方法来提高这类工件的耐磨性。

材料抵抗黏着磨损的能力决定于材料的压缩屈服强度（或硬度）、韧性，凡能提高材料表面硬度、减小摩擦副之间两种金属结合力的化学热处理方法，都将显著提高材料的抗黏着磨损能力。

材料接触疲劳强度除与材料的冶金质量、工件表面粗糙度等因素有关外，采用适当的化学热处理可显著提高接触疲劳强度，即提高材料抗接触疲劳磨损的能力。

典型的腐蚀磨损有氧化磨损、气蚀、微动磨损及特殊介质磨损等。致密而非脆性的氧化膜能显著提高磨损抗力。渗碳（碳氮共渗）、氧氮共渗、渗氮（氮碳共渗）等处理，可提高工件抗腐蚀磨损的能力。

3.减小摩擦及抗擦伤性能

渗氮、氮碳共渗、渗硫等化学热处理方法，可降低材料表面的摩擦因数，起到固体润滑的作用，或是提高材料的抗咬合性能，防止工件表面擦伤。这些工艺广泛用于模具、滚动轴承、工具、轴类等零件的表面处理。

4.弯曲疲劳强度

渗碳（碳氮共渗）、渗氮（氮碳共渗）等化学热处理工艺，能使工件表面产生残余压应力，可提高材料的弯曲疲劳性能。

5.抗氧化性和耐蚀性

锌、铝、铬、硅等元素的渗入，或者是在工件表面形成致密的保护膜，或者是提高基体的电极电位，都有利于提高工件的抗高温氧化性和耐蚀性，这也是化学热处理的一个重要任务。