表面硬化有两个主要目的:提高金属表层的耐磨性,同时保持内核的延展性和抗冲击性;提高材料的整体强度和韧性,同时不影响其延展性。
增强耐磨性:
通常通过渗碳或碳氮共渗等工艺进行表面硬化,即在金属表面添加碳或氮。这种工艺可形成坚硬、耐磨的外层,或称 "表壳",这在零件磨损严重的应用中至关重要。例如,在钢管行业,表面硬化可确保钢管能够承受流经钢管的油、水或气体的磨蚀力。坚硬的表面层可防止磨损,延长部件的使用寿命。提高强度和韧性:
表面硬化的第二个目的是平衡材料的强度和韧性。通过仅硬化外层,金属的核心部分仍然保持柔软和韧性,这对于吸收冲击和撞击而不断裂至关重要。这种平衡在一些应用中至关重要,因为在这些应用中,部件需要抵抗负载下的变形(强度),同时还要能够吸收能量而不断裂(韧性)。例如,机械中的齿轮和轴承就受益于这种双重特性,因为它们必须承受持续的压力和偶尔的冲击。