Одним з видів надання особливих властивостей поверхневому шару є дифузне поверхневе легування сталей та сплавів різними елементами.

Захист поверхневого шару шляхом дифузійного легування виявляється не лише ефективним, але іноді і єдиним способом отримання необхідних властивостей виробу, оскільки тільки при цьому способі має бути досягнута абсолютна суцільність шару і висока концентрація легуючих елементів в поверхневому шарі, що особливо важливо для захисту виробів в агресивних середовищах.

Проведені дослідження показали, що експлуатаційні властивості деталей з сірого чавуну (корозійна стійкість, жаростійкість, опір зносу) можуть бути суттєво підвищені (у 10…15 разів) за рахунок дифузійного насичення поверхневого шару одним або декількома елементами з групи: Cr, Ti, Cd, Al, Mn, Si.

Встановлено, що рівень експлуатаційних характеристик деталей з сірого чавуну, підданих дифузійній металізації, визначається сукупністю параметрів насиченого шару: глибиною, фазовим складом, характером розподілу фаз, пористістю, а також структурою шару та підшару.

Серед розповсюджених в якості активатора солей NH₄Cl, NH₄F, NaCl, NaF та ін., в сумішах для дифузійної металізації сірого чавуну, якісні шари, що забезпечують набуття високих експлуатаційних властивостей, можна отримати при дозованому введенні в насичену суміш солей NH₄Cl, NH₄F.

Встановлено, що найбільш високий рівень експлуатаційних властивостей деталей з сірого чавуну досягається після хромування та титанування в сумішах 10...13% активаторів, що містять NH₄Cl, чи NH₄F. Для отримання безпористого силіційованого шару в якості активатора слід застосовувати суміш солей NH₄Cl і сіль NH₄F у пропорції 1:1 при загальному їх вмісті в суміші ~4% (по масі), що насичує.

Показано, що ефективність дифузійного титанування суттєво підвищується при введенні в суміш, що насичує, алюмінію. При введенні в титануючу суміш, що насичує, 8…10% алюмінію, на поверхні сірого чавуну формується шар, корозійна стійкість якого в 10 разів, а окалиностійкість – в 5…7 разів перевищує стійкість сталі Х18Н10Т.

При дифузійному хромуванні сталі та сірого чавуну додаткове підвищення корозійної стійкості може бути досягнуте за рахунок введення в суміш, що насичує, FeMn та Cr₂O₃. Після хромування в суміші що містить ~15% Cr₂O₃ та ~3,5% FeMn, корозійна стійкість сталі в 2,5 разу, а сірого чавуну в – 6 разів, перевищує корозійну стійкість сталі Х18Н10Т.

Встановлено, що хромування в суміші, що містить поряд з основними компонентами ~3,5% FeMn призводить до додаткового підвищення зносостійкості сталі в 10…15 разів, а сірого чавуну – в 30…35 разів, в порівнянні з шаром, отриманим в хромуючій суміші без феромарганця.

Нова розроблена суміш, що насичує, для дифузійного титанування, яка містить поряд з основними компонентами ~7% CdCl₂, забезпечує значне підвищення експлуатаційних властивостей дифузійних покриттів на сірому чавуні та маловуглецевій сталі.