1.渗硼

渗硼是将工件置于含硼介质中，经加热、保温，使硼原子渗入工件表层的化学热处理工艺。由于硼在钢中的溶解度很小，主要与铁和钢中某些合金元素形成硼化物，因此渗硼层一般由Fe₂B和FeB组成，但也可获得只有单一Fe₂B的渗层。单相渗的Fe₂B渗层硬度高、脆性小，是比较理想的渗硼层。

渗硼方法有固体渗硼、气体渗硼、电解渗和盐浴渗硼。

固体法和非电解型的熔盐法渗硼工艺应用较广。前者适用于几何形状复杂，包括带有小孔、螺纹和不通孔的零件；后者处理几何形状简单而渗硼后需做淬火处理以提高基体强度的零件。

固体渗硼：中、小零件整体渗硼采用粒状和粉末状介质，大件及局部渗硼采用膏剂。这些介质均由供硼剂（可分别用B₄C、B-Fe、非晶态硼粉）、催渗剂（KBF₄、NH₄Cl、NH₄F等）以及调节活性、支承工件的填料（Al₂O₃、SiC、SiO₂等）组成。渗硼可在650～1000℃进行，常用850～950℃；保温2～6h，不同钢种可获得50～200μm深的渗硼层。

盐浴渗硼所用的盐浴有：以硼砂为基，添加5%～15%氯化盐的盐浴；以氯化盐为基添加BC或再加SiC的盐浴。黏附于工件上的盐垢在处理后，甚至直到淬火后仍可局部残存，应仔细清洗干净。

渗硼剂活性较高时，形成双相型（FeB-Fe₂B）渗硼层；适当降低活性可获得Fe₂B单相层。含有铬、钼、镍、钨、钛等元素的合金钢形成合金化的硼化物（Fe，M）B和（Fe，M）2B。化合物层之下为硼在铁素体和渗碳体中的固溶体A（B）和Fe₃（C，B）。渗硼层硬度高（达1300～1800HV），耐磨性比渗碳层、淬火层高3倍以上，且加热至700℃仍维持900HV以上的高硬度。在硫酸、稀盐酸、醋酸、碱和海水中，渗硼层的耐蚀性与不锈钢相近。

渗硼已用于处理石油钻机牙轮、泥浆泵缸套、打捞公锥、排污阀等和热作模具，效果良好。

2.渗硫

渗硫是工件在含硫介质中加热，形成以FeS为主的工件表面的化学热处理工艺。钢铁工件渗硫后表层形成FeS或（FeS+FeS₂）薄膜，膜厚度为5～15μm。渗硫层硬度较低，但减摩作用良好，能防止摩擦副表面接触时因摩擦热和塑性变形而引起的擦伤和咬死，但在载荷较高时渗层会很快破坏。

目前工业应用较多的是在150～250℃进行低温渗硫，如低温电解渗硫，其工艺流程为：(www.daowen.com)

脱脂→酸洗→清洗→干燥→装夹具→烘干（预热）→电解渗硫→空冷至室温→清洗→烘干→浸入100℃油中→检验。

其中夹具应使用不易渗硫的材料制成，如铬不锈钢等。

由于渗硫层是化学转化膜，因此对于非铁金属及表面具有氧化物保护薄膜的不锈钢等不适用。一般渗硫应在淬火、渗碳、氮碳共渗之后进行。

3.渗金属

渗金属是指金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性，如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗锌等。将金属工件放在含有渗入金属元素的渗剂中，加热到一定温度，保持适当的时间后，渗剂热分解所产生的渗入金属元素的活性原子便被吸附到工件表面，并扩散进入工件表层，从而改变工件表层的化学成分、组织和性能。

（1）渗铝 钢铁和镍基、钴基等合金渗铝后，能提高抗高温氧化能力，提高在硫化氢、含硫和氧化钒的高温燃气介质中的耐蚀能力。为了改善铜合金和钛合金的表面性能，有时也采用渗铝工艺。

渗铝的方法很多，冶金工业中主要采用热浸镀、静电喷涂或电泳沉积后再进行热扩散的方法大量生产渗铝钢板、钢管、钢丝等。静电喷涂或电泳沉积后，必须经过压延或小变形量轧制，使附着的铝层密实后再进行扩散退火。热浸镀铝可用纯铝浴，但更普遍的是在铝浴中加入少量锌、钼、锰、硅，温度一般维持在670℃左右，时间是10～25min。机械工业中应用最广的是粉末装箱法，渗剂主要由铝铁合金（或纯铝、氧化铝）填料和氯化铵催化剂组成。渗铝主要用于化工、治金、建筑部门使用的管道、容器，能节约大量不锈钢和耐热钢。在机械制造部门，渗铝的应用范围也不断扩大。低碳钢工件渗铝后可在780℃下长期工作。在900～980℃环境中，渗铝件的寿命比未渗铝件显著提高。18-8型不锈钢和铬不锈钢渗铝后，在594℃硫化氢气氛中，耐蚀能力比未渗铝的大大增加。760℃时在含铅燃料燃烧产物的腐蚀下工作的汽车排气阀，或是在900℃下工作的燃气轮机叶片，渗铝后的耐蚀性都有明显提高。

（2）渗铬 碳素钢和合金钢（包括耐热钢和高温合金）在渗铬后，可提高耐蚀、耐磨和抗高温氧化性能。

渗铬主要有粉末法、气体法和熔盐法，其中以粉末法在工业上应用较多。粉末渗剂由铬粉、卤化铵和氧化铝组成。渗铬温度为1000～1100℃，保温时间一般为4～8h。渗铬后的镍基合金，在850℃时有相当高的抑制硫化物腐蚀的能力，可用于燃气轮机叶片等零件。渗铬后的热锻模和喷丝头等耐磨性提高，使用寿命成倍增加。许多与水、油或石油接触的部件都采用渗铬处理，以抵抗多种介质的腐蚀。渗铬后的钢件还可代替不锈钢用于各种医疗手术器械和奶制品加工器件。

（3）渗锌 工件渗锌后可提高耐大气腐蚀能力。这是因为锌比铁更显正电性，在腐蚀介质中锌首先被腐蚀，使基体受到保护。工业上多采用粉末渗锌，即以锌粉作为渗剂，也有加惰性或活性材料的，一般在380～400℃下进行，通常保温2～4h。热浸渗锌是将工件浸入400～500℃的熔融纯锌中，扩散渗入，渗锌层与基体有良好的结合力，厚度均匀，适用于形状复杂的工件，如可以作为带有螺纹、内孔等工件的保护层。碳钢渗锌已用于紧固件、钢板、弹簧、电台和电视台天线等产品。