Nitriranje
From Wikipedia, the free encyclopedia
Nitriranje je toplinsko-kemijska obrada kod koje se čelik najprije toplinski obrađuje, a zatim površina obogaćuje dušikom. Nitrirati se mogu sve vrste čelika i željeznih slitina, ali je učinak najveći kod čelika i slitina koji sadrže legirne elemente, koji stvaraju temperaturno stabilne nitride: krom, molibden, vanadij, aluminij i neki drugi. Postoji velik broj vrsta čelika koji sadrže prva tri kemijska elementa, prvenstveno radi drugih razloga (prokaljivost, otpornost prema popuštanju itd.), pa je zato nitriranje primjereno relativno velikom broju konstrukcijskih i alatnih čelika. Posebno su za nitriranje primjereni čelici legirani aluminijem.[1]
Najviše se čelika nitrira u amonijaku pri temperaturama od 520 ºC do 560 °C. Zbog niske temperature, nitriranja traju relativno dugo (do 100 sati), a ipak se postižu male dubine nitriranja (do 0,3 mm). Mehanizam je otvrdnjavanja površine drugačiji od onoga pri cementiranju. Nitrirani se sloj otvrdnjavanja na osnovi disperzije nitrida (disperzijsko otvrdnjavanje), a drugi je mehanizam otvrdnjavanja zbog čvrste otopine dušika u željezu. To otvrdnuće je postojano do temperatura viših nego kod cementiranja. Zato su nitrirani čelici praktički uporabljivi do temperatura nitriranja (od 520 °C do 560 °C). Također apsolutna vrijednost otvrdnuća može biti bitno veća negoli kod cementiranja (900 do 1300 HV). Nitrirani se dijelovi obično završno poliraju ili završno bruse, jer je nitrirani površinski sloj relativno tanak.[2]
Termokemijskim nitriranjem prevlaka se stvara brzinom od 0,01mm/h, i to u komorama ispunjenima amonijakom, na temperaturi od 500 do 600 °C i u trajanju od 3 do 4 dana. Nitriraju se uglavnom legirani čelici koji sadrže manje od 0,2% ugljika, pri čemu primarna žilavost njihove jezgre ostaje sačuvana. Postupak nije prikladan za ugljične (nelegirane) čelike jer se otvrdnuti površinski sloj lako odvaja. Termokemijsko nitriranje može se provesti i u talini kalijeva i natrijeva cijanida, uz dodatak natrijeva klorida, u loncima obloženog titanijem (tzv. Postupak Tenifer). U talinu se dovodi zrak kako bi se postigla potrebna koncentracija cijanidnih iona. Tako se u trajanju od nekoliko sati mogu nitrirati i nelegirani čelici te druge željezne slitine, jer se stvoreni nitridni sloj ne odvaja od površine.
Nitriranje u plazmi je moderan i kraći (5 do 40sati) elektrokemijski postupak u pećima ispunjenima dušikom pod niskim tlakom (2 do 10 Pa), na temperaturi 250 do 600 °C, gdje oplošje peći djeluje kao anoda, a predmeti koji se nitriraju kao katoda. Tako nitrirani rezni alati do 5 su puta otporniji na trošenje. Brzina je stvaranja prevlake 0,02 do 0,2 mm/h, a debljina je sloja obično 200 do 500 μm.