5.2.HÓA NHIỆT LUYỆN : 5.2.1.Định nghĩa và mục đích : 1-Định nghĩa : Hóa nhiệt luyện là phương pháp làm bão hòa các nguyên tố đã cho (C,N, B, Cr, Al...) vào bề mặt thép để làm thay đổi thành phần hóa học, do đó làm thay đổi tổ chức và đạt được tính chất theo quy định. 2-Mục đích : Hóa nhiệt luyện nhằm đạt được các mục đích sau đây -N ângcao độ cứng, tính chống mài mòn và độ bền mỏi cho thép. Với mục đích này đạt được cao hơn so với tôi bề mặt. -Nâng cao tính chống ăn mòn điện hóa, hóa học (chống ô xy hóa ở nhiệt độ cao). Tuy nhiên mục đích này ít thực hiện do nhiệt độ quá cao, thời gian quá dài, chi phí lớn nên giá thành cao. 2-Các quá trình xảy ra : Để tiến hành hóa nhiệt luyện người ta cho chi tiết thép vào môi trường giàu các nguyên tố cần khuếch tán và nung nóng đến nhiệt độ cần thiết. Khi giữ tại nhiệt độ này sẽ xảy ra các quá trình sauđây : a-Phân hóa : là quá trình phân tích các phân tử của chất khuếch tán tạo nên các nguyên tử có tính hoạt động mạnh (gọi là nguyên tử hoạt). b-Hấp thụ : sau đó các nguyên tử hoạt được hấp thụ vào bề mặt thép có nồng độ cao tạo ra sự chênh lệch về nồng độ giữa bề mặt và lõi (gradien nồng độ hướng vào lõi) c-Khuếch tán : nguyên tử hoạt ở lớp hấp thụ sẽ đi sâu vào bên trong theo cơ chế khuếch tán và tạo ra lớp thấm có chiều sâu nhất định. Trong ba quá trình trên thì quá trình khuếch tán là quan trọng nhất vì nó quyết định kết quả của hóa nhiệt luyện. 3-Các yếu tố ảnh hưởng : Nhiệt độ và thời gian ảnh hưởng rất lớn đến khuếch tán và chiều dày lớp thấm. -Nhiệt độ : Nhiệt độ càng cao chuyển động nhiệt của nguyên tử càng lớn, tốc độ khuếch tán càng mạnh nên lớp thấm càng chóng đạt chiều sâu quy định. Mô quan hệ như sau : D = A.e-(Q/KT) Từ đó ta thấy rằng nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất làm tăng chiều dày lớp thấm khi tiến hành hoá nhiệt luyện. -Thời gian : Ở nhiệt độ cố định, kéo dài thờigian sẽ nâng cao chiều sâu lớp thấm tuy nhiên hiệu quả không mạnh bằng nhiệt độ. Quan hệ này như sau : 1/ δ = τ2 (k là hệ số phụ thuộc nhiệt độ, τlà thời gian) D δ t τ