鋼的化學(xué)熱處理是在一定溫度下，在不同的活性介質(zhì)中，向鋼的表面滲入適當(dāng)?shù)脑兀瑫r(shí)向鋼內(nèi)部深處擴(kuò)散，以獲得預(yù)期的組織和性能為目的的熱處理過(guò)程，其滲層的性質(zhì)與化學(xué)成分相同的鋼的性質(zhì)類似。

       化學(xué)熱處理與一般的熱處理的區(qū)別在于:它通過(guò)改變鋼表面的化學(xué)成分和組織，達(dá)到改蕃表面性能的目的，使得同一材料制作的零件，在表面和心部具有顯著不同的二種性質(zhì)。而表面淬火則是表里同一化學(xué)成分，只是表里的組織不同。因此，可以說(shuō)要在同一鍛件的表面和心部要求具備不同的成分和性能時(shí),采用化學(xué)熱處理則是十分有效方法。

        根據(jù)所滲入的元素，可把鋼的化學(xué)熱處理分為下列幾種類型：

        1)以碳作為滲入元素的滲碳處理；

        2)以氮作為滲入元素的滲氮處理；

        3)以碳、氮元素同時(shí)滲入的碳氮共滲處理；

        4)以金屬元素——鉻、鋁、硅、硼、磷等作為滲入元素的滲金屬處理。

        滲碳、滲氮、碳氮共滲是以表面強(qiáng)化為主的化學(xué)熱處理，目的是提高鋼的表面硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。其中滲氮還可同時(shí)起到提髙表面熱硬性，耐蝕性和抗膠合性能。大鍛件的化學(xué)熱處理，主要是這幾種化學(xué)熱處理，至于滲金屬熱處理在大鍛件上很少應(yīng)用。

        化學(xué)熱處理在工藝、設(shè)備和操作過(guò)程有一些特定條件，如零件必須在密閉容器中加熱，必須有滲劑介質(zhì)反應(yīng)室和氣體均勻循環(huán)，這就給大型鍛件的化學(xué)熱處理帶來(lái)困難。

        從性能要求上講,大鍛件的化學(xué)熱處理采用較多的是滲碳，其次是碳氮共滲和滲氮。單純?yōu)榱颂岣弑砻嬗捕缺３终w塑性和韌性的大鍛件，常選用表面淬火來(lái)達(dá)到目的，因?yàn)閷?duì)于鍛件來(lái)講,表面淬火要比化學(xué)熱處理方便、靈活、經(jīng)濟(jì)。

        由于滲碳化學(xué)熱處理可以使零件提高耐磨性能之外，還可以提高疲勞強(qiáng)度，特別是提高接觸疲勞強(qiáng)度。因此，即使大型的重載齒輪，還有一些鏈輪、大型軸承、凸輪軸等，為了提高其承載能力和使用壽命，同時(shí)還要考慮到使用的安全性，有時(shí)還考慮到減輕大鍛件重量和體積，都采用滲碳處理。一臺(tái)傳遞1萬(wàn)馬力扭矩的普通軋機(jī)單級(jí)傳動(dòng)齒輪減速器，其齒輪的硬度由原來(lái)的260HB提髙到滲碳淬火硬度60HRC，就使其減速器重量從91t降到45t。

        目前國(guó)外已經(jīng)有40t重重型乳機(jī)齒輪袖、25t重大型船用齒輪進(jìn)行深層滲碳熱處理。國(guó)內(nèi)近年來(lái)也已經(jīng)有12t重軋機(jī)齒輪軸的深層滲碳熱處理。

        有些鍛件必須要有較高耐磨性能、耐腐蝕性能和抗膠合性能，而且精度要求髙，熱處理過(guò)程中要求變形很少。這種零件，采用滲氮熱處理比較適合。如1200冷軋機(jī)滑塊、導(dǎo)板，又如汽輪機(jī)上增速器中高速運(yùn)轉(zhuǎn)的大型齒輪。

        由于滲氮處理不能得到很深的滲層,對(duì)于大曲率半徑的大鍛件來(lái)講，就不能承受很高的接觸應(yīng)力。因而滲氮和滲碳各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)零件受力性質(zhì)各自選用。