Fémek kémiai-termikus kezelése - fémes (és esetenként nem fémes) anyagok melegítése és expozíciója magas hőmérsékleten kémiailag aktív közegben (szilárd, folyékony, gáznemű).
Az esetek túlnyomó többségében kémiai-termikus kezelést végeznek annak érdekében, hogy a termékek felületi rétegeit bizonyos elemekkel dúsítsák. Telítési elemeknek vagy telítési komponenseknek nevezzük.
A CTO hatására diffúziós réteg képződik , azaz megváltozik a felületi rétegek kémiai összetétele, fázisösszetétele, szerkezete és tulajdonságai. A kémiai összetétel változása változást okoz a diffúziós réteg szerkezetében és tulajdonságaiban.
A telítőelemtől függően a következő kémiai-termikus kezelési eljárásokat különböztetjük meg:
Csak a hagyományos telítési eljárások kaptak széles körű ipari alkalmazást: nitridálás, karburálás, nitrokarburálás, cianidálás. Sokkal kisebb mértékben alkalmazzák a horganyzást, alumíniumozást, boridálást, krómozást, szilikonozást.
A gyakorlatban az esetek túlnyomó többségében a vasalapú ötvözetek ( acélok és öntöttvasak ) CHTO -nak vannak kitéve, ritkábban a tűzálló fémeken alapuló ötvözetek , keményötvözetek és még ritkábban színesfémötvözetek , bár szinte minden. A fémek diffúziós rétegeket alkothatnak D. I. Mengyelejev periódusos rendszerének elemeinek túlnyomó többségével .
Bármely CTO-eljárás végrehajtása során a termékek bizonyos ideig ellenállnak a telítési hőmérsékleten, telítő közeggel körülvéve . A telítő közeg lehet szilárd, folyékony vagy gáznemű.
A kémiai-termikus kezelés eddigi módszerei három fő csoportra oszthatók: szilárd fázisból (főleg porfeltöltésből) történő telítés, folyadékfázisból történő telítés és gáz (vagy gőz) fázisból történő telítés. Különösen kitüntetett a CTO módszer ionizált gázokban (CTO in glow loss plasma ). A pasztákból (bevonatokból) történő telítés különleges helyet foglal el (a bevonat összetételétől, konzisztenciájától és a kémiai-termikus kezelés hőmérsékleti-időviszonyaitól függően a fenti telítési módszerek egyikére hajlamos)
Jelenleg aktívan tanulmányozzák a CTO módszereit, amelyek akkor valósulnak meg, ha a felületet koncentrált energiaáramlásoknak teszik ki.
Megnevezés a rajzpéldán: Cement h 0,8...1,2 vagy h1,0+/-0,2 vagy h = 0,8...1,2; HRC56...62 vagy HRC5+/-3.
Bármely XTO folyamatban bizonyos folyamatok és reakciók játszódnak le a reakciórendszerben . Hagyományosan a CTO során a tömegtranszfer (telítés) teljes folyamata öt egymást követő szakaszban ábrázolható:
De még a diffúziós telítés folyamatának ez a meglehetősen általános sémája sem írja le teljesen a CTO során végbemenő jelenségek teljes összetettségét.
A diffúziós réteg kialakulásának legfontosabb feltétele (szükséges, de nem elégséges) a diffúziós elem oldhatósága a telített fémben a kémiai-termikus kezelés hőmérsékletén. A diffúziós rétegek olyan elemeket is képezhetnek, amelyek a folyamat hőmérsékletén kevéssé oldódnak a telített fémben, de kémiai vegyületeket képeznek vele.
A diffúziós réteg vastagsága, és így a termékfelület megkeményedett rétegének vastagsága a kémiai-termikus kezelés legfontosabb jellemzője. A rétegvastagságot számos tényező határozza meg, mint például a telítési hőmérséklet, a telítési folyamat időtartama, az összetétel, azaz egyes ötvözőelemek tartalma, a telíthető elem koncentrációgradiense a termék felülete között, ill. a telíthető réteg mélységében.
A HTO-t a következőkre használják:
A diffúziós (felületi) rétegek szükséges tulajdonságai mind a kémiai-termikus kezelés során (nitridálás, krómozás, bórozás stb.), mind az ezt követő hőkezelés során (karburálás, nitrokarburálás) kialakíthatók.