Quais materiais de aço podem ser nitretados?

Introduzimos o método de nitretação de aço no último artigo. Como sabemos, o tratamento de nitretação se refere ao processo de tratamento térmico químico no qual átomos de nitrogênio penetram na superfície da peça sob uma determinada temperatura e meio para aumentar a resistência ao desgaste, dureza superficial, limite de fadiga e resistência à corrosão das peças de aço. Produtos de nitretação de metal têm excelente resistência ao desgaste, resistência à fadiga, resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas. Os elementos de alumínio, cromo, vanádio e molibdênio no aço contribuem para a nitretação, que forma compostos de nitreto estáveis ​​quando entram em contato com átomos de nitrogênio primitivos na temperatura de nitretação.

O molibdênio, em particular, não atua apenas como um elemento formador de nitreto, mas também reduz a fragilidade na temperatura de nitretação. De modo geral, se o aço contém um ou mais elementos formadores de nitreto, o efeito da nitretação é melhor, em que 0.85 - 1.5% de alumínio é o melhor resultado da nitretação, uma certa quantidade de teor de cromo também pode ter um bom efeito. O aço carbono puro não é adequado para aço de nitretação porque a camada de nitretação é quebradiça e fácil de descascar.

 

Aços de nitretação comumente usados, incluindo:

(1) Aços de baixa liga contendo alumínio (aços de nitretação padrão)

(2) Aço de baixa liga de carbono médio contendo Cr SAE 41XX séries, 4300, 5100, 6100, 8600, 8700, 9800 séries.

(3) Aço da matriz para trabalho a quente (contendo cerca de 5% de cromo), SAE H11 (SKD - 61) H12, H13

(4) Sistema SAE 400 de ferrita e aço inoxidável martensítico

(5) Série SAE 300 de aço inoxidável austenítico

(6) Precipitar o aço inoxidável endurecido 17-4PH, 17-7PH, A-286, etc.

 

Os aços de nitretação padrão contendo alumínio têm uma camada superficial de alta dureza e resistente ao desgaste após a nitretação, mas a camada endurecida também é frágil. Pelo contrário, os aços de baixa liga contendo cromo têm dureza menor, mas a camada endurecida é mais dúctil e a superfície também tem considerável resistência ao desgaste e resistência ao feixe. Portanto, as características dos materiais e das peças devem ser combinadas na escolha dos materiais. Aços ferramenta como H11 (SKD61), D2 (SKD-11) têm alta dureza superficial e alta resistência do núcleo.

 

Processo de nitretação de aços de baixa liga contendo alumínio

Limpeza da superfície das peças antes da nitretação

A maioria das peças pode ser nitretada imediatamente após o gasóleo, algumas peças também podem ser limpas com gasolina, mas o polimento, polimento, polimento e outros métodos de processamento podem dificultar a camada superficial de nitretação, resultando em camada de nitretação irregular ou curvatura e outros defeitos. Neste momento, os seguintes métodos devem ser usados ​​para remover a camada superficial. Primeiramente, antes da nitretação, o gás foi usado para a remoção do óleo, depois o pó de óxido de alumínio foi usado para o tratamento com jato de areia na superfície e, em seguida, o revestimento de fosfato foi processado.

 

Descarte de ar no forno de nitretação

As peças tratadas podem ser aquecidas após a selagem no forno de nitretação, mas o ar deve ser removido do forno antes do aquecimento a 150 ℃. A exclusão do gás no forno é principalmente para evitar a decomposição da amônia e o contato com o ar e o gás explosivo, e para evitar a oxidação da superfície do material tratado e do suporte. Os gases usados ​​são amônia e nitrogênio. O processo é o seguinte: (1) Após a tampa do forno de peças processadas selada, começou a fluir para a amônia anidra (2) Para definir o controle automático de temperatura do forno de reaquecimento em 150 ℃ e iniciar o forno de aquecimento (observe a temperatura do forno superior a 150 ℃) (3) A saída de ar abaixo de 10%, ou descarga de gás contendo mais de 90% de NH3, aumenta a temperatura do forno novamente para temperaturas de nitretação.

 

A taxa de decomposição da amônia

A nitretação é realizada em contato com outros elementos de liga e nitrogênio primário, ou seja, o próprio aço torna-se um catalisador quando o gás amônia entra em contato com o aço de aquecimento e promove a decomposição da amônia. Embora em diferentes taxas de decomposição de amônia possa ser nitretada, mas geralmente use 15 - 30% da taxa de decomposição, e de acordo com a espessura necessária de nitretação para manter pelo menos 4 - 10 horas, a temperatura de tratamento é mantida em cerca de 520 ℃.

 

Resfriamento 

A maioria dos fornos de nitretação industriais são combinados com um trocador de calor para resfriar o forno e as peças a serem tratadas após a nitretação ser concluída. Ou seja, após a nitretação ser concluída, desligue o fornecimento de energia de aquecimento para reduzir a temperatura do forno em cerca de 50 ℃ e, em seguida, dobre o fluxo de amônia para iniciar a troca de calor. Neste momento, é necessário observar se há estouro de bolhas na garrafa de vidro conectada ao tubo de exaustão para confirmar a pressão positiva no forno. Após a estabilização da amônia no forno, reduza imediatamente o fluxo de amônia para manter a pressão positiva. Quando a temperatura do forno cair abaixo de 150 ℃, use o método de descarregar o gás no forno e abra a tampa do forno após a introdução de ar ou nitrogênio.