Упрочнение, виды и методы упрочнения металлических изделий

Химико-термической обработкой называют процесс изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев и металла.
Химико-термическая обработка заключается в насыщении поверхностного слоя углеродом (цементация) или азотом (азотирование) с образованием (в последнем случае) нитридов железа и легирующих элементов. При комплексных процессах (цианирование, нитроцементация) поверхность насыщается одновременно углеродом и азотом с образованием карбидов и карбонитридов. Эти виды химико-термической обработки придают поверхности высокую твердость и износостойкость. Вместе с тем они увеличивают прочность (особенно в условиях циклической нагрузки) благодаря образованию в поверхностном слое напряжений сжатия.
Разновидностью химико-термической обработки является термодиффузионное поверхностное легирование (насыщение поверхностного слоя атомами легирующих элементов), которое применяют для повышения прочности и твердости, а также придания поверхности особых свойств.
Одной из наиболее перспективных обработок является плазменная технология, интенсивно разрабатываемая как в нашей стране, так и за рубежом. Использование низкотемпературной плазмы эффективно не только для переплава металлов и сплавов; напыления износостойких, жаропрочных и коррозионностойких покрытий резки и сварки различных материалов, но и для поверхностного упрочнения различных изделий. Плазменное поверхностное упрочнение находит широкое применение как в условиях мелкосерийного и единичного (в том числе ремонтного), так и крупносерийного и массового производства. Сущность его заключается в термических фазовых и структурных превращениях, происходящих при быстром концентрированном нагреве рабочей поверхности детали плазменной струей (дугой) и теплоотводе в материал детали.
Следует выделить два направления использования плазменного нагрева:

Упрочнить деталь – значит повысить его свойства : твердость, износостойкость, коррозионную стойкость и др.
Упрочнение изделия без изменения химического состава поверхности, но с изменением структуры
Упрочнение изделия с изменением химического состава поверхностного слоя и его структуры
Легирование  — введение в состав специальных добавок с целью улучшения либо изменения физических и химических свойств.
Подвергаются легированию различные марки сталей, чугунов, также чистые металлы, полупроводники. Добавки могут быть как металлические (алюминий, никель, хром, цинк, кобальт и др.), так и неметаллические (кремний, сера, фосфор и т.д.). Легирующих добавок может быть одна или несколько, которые придают основному металлу специальные свойства.
Легирование является эффективной защитой металлов от коррозии в различных средах, как при обычных температурах, так и при повышенных.

Содержит следующую информацию: зачем нужно упрочнение деталей, обработка давлением, легирование, упрочняющая термическая обработка, химики-термическая обработка, плазменное поверхностное упрочнение, износостойкие покрытия.