炉雰囲気の役割は、材料の熱処理プロセス中に起こる化学反応を制御する上で極めて重要です。すなわち、材料を表面反応から保護して化学的に不活性または保護することと、材料の表面変化を促進して化学的に活性または反応性にすることです。
表面反応からの保護：
炉雰囲気は、材料の表面特性を劣化させる酸化や脱炭などの不要な化学反応に対するバリアとして機能します。窒素やアルゴンのような不活性ガス、または水素やフォーミングガス (窒素と水素の混合ガス) のような還元性ガスを使用することで、炉環境は材料が空気中の酸素やその他の反応性元素と反応するのを防ぎます。このことは、材料が高温に曝される場合に特に重要で、高温はこれらの望ましくない反応を加速させる可能性があります。表面変化の促進
これとは対照的に、炉雰囲気が材料の表面化学反応に積極的に関与するように設計されている場合もあります。例えば浸炭や窒化プロセスでは、雰囲気に炭素や窒素を導入するガスが含まれ、材料表面の硬度や耐摩耗性を向上させます。このような場合、雰囲気は化学的に反応し、材料の特性を向上させる特定の表面変態を促進します。
熱処理プロセスにおける重要性
