Диффузио́нный слой – приповерхностные объемы материала, химический состав которых изменился в результате диффузии при химико-термической обработке (ХТО). Изменение химического состава этих объемов приводит к изменению фазового состава, структуры и свойств материала диффузионного слоя.
Важнейшим условием образования диффузионного слоя является существование растворимости диффундирующего элемента в насыщаемом металле при температуре химико-термической обработки. Диффузионные слои могут также создавать элементы, имеющие при температуре процесса малую растворимость в насыщаемом металле, но образующие с ним химические соединения.
Классификацию диффузионных слоев проводят по количеству и природе насыщающих элементов; по структуре и свойствам.
Однокомпонентные диффузионные слои получают в результате насыщения металлов и сплавов неметаллическими элементами (цементация стали, азотирование, борирование, силицирование …) или металлическими элементами (цинкование, хромирование, алитирование …)
На основании характера взаимодействия насыщающих элементов с насыщаемым металлом (классификация по В.И. Архарову)[1] или между собой (в насыщающей среде) (классификация по Г.В. Земскову)[2] можно прогнозировать результаты двухкомпонентной химико-термической обработки.
Насыщаемая поверхность не равновесна: не однородна по химическому составу, содержит дефекты кристаллического строения и адсорбированные атомы, её структура обладает естественной[3] и искусственной шероховатостью.