多元合金共渗原理

在钢铁化学热处理中“渗”的概念可以表述为在一定的温度下一种金属或非金属原子向钢铁基体转移的想象，是一种金属原子或非金属原子向钢铁基体扩散的过程。若这种扩散原子为金属原子，这种工艺被称为钢铁渗金属处理。

按照上述概念，在一定的温度下，钢铁表面外富集的活性锌原子受热获得能量，向钢铁制件表面内扩散，同时钢铁制件内的铁原子也向外表面扩散，在钢铁表面形成连续的锌铁合金层，这个工艺过程称为钢铁多元合金共渗处理或者渗锌处理，表面形成的锌铁合金层则称为 渗锌层。

一、渗锌层的形成过程

1.形成活性锌原子。活性锌原子可由钢铁表面的金属锌直接产生，如，粉末渗锌剂中的锌粉，采用电镀、热镀或喷涂锌在钢铁表面形成的锌涂层等。另外，锌是易蒸发金属，粉末渗锌、真空渗锌过程中，金属锌还会产生部分锌蒸气形成活性锌原子。

2.活性锌原子吸附到钢铁表面。

3.吸附在钢铁制件表面的锌原子溶入钢铁基体形成固溶体。

4.当溶入钢铁制件表面的锌原子浓度增大到一定值的时候形成锌铁合金相。

5.锌铁原子互扩散。

随着锌原子不断的扩散进入钢铁基体，在钢铁基体表面会形成一层连续的锌铁合金层，同时铁原子也穿过锌铁合金层向外扩散，形成锌铁的互扩散反应，锌铁合金层不断增厚。

二、渗锌层的厚度

渗锌层的厚度是渗锌工艺中主要的技术指标，渗锌层厚度越厚，耐腐蚀性寿命越长。

由渗锌层的形成过程可知，渗锌的实质就是锌、铁之间的反应扩散，因此，渗锌过程主要受扩散过程控制，渗锌层的厚度受渗锌的温度、 时间、渗锌剂中锌含量的影响，也与所采用的材料有关。

1.渗锌温度和时间的影响。渗锌时间与渗锌层厚度基本上呈抛物线关系，渗锌温度与渗锌层厚度基本上呈直线关系。

2.渗锌剂成分的影响。渗锌剂中锌含量越高，在相同的渗锌温度和时间条件下，获得的渗锌层厚度越厚。

3.钢中合金元素对渗锌层形成速度的影响。渗锌零件一般为碳素钢，当碳含量低于0.4%时碳含量对渗锌层形成速度的影响不大。但钢的碳含量超过共析点时，渗锌速度下降。

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