Yüzey sertliği Nitridring alaşımlı çelik Nitrürlerin yoğun oluşumu nedeniyle en dış tabakadaki en yüksek katmandır. Nitribriding işlemi, demir nitrürler (Fe4n, Fe2-3n), krom nitrürler veya alüminyum nitrürler gibi sert nitrürler oluşturmak için demir veya diğer alaşım elemanları ile reaksiyona giren çeliğin yüzeyine difüzyonunu içerir. Bu bileşikler, HV 1000-1200 veya daha yüksek değerlere ulaşarak yüzey sertliğini önemli ölçüde arttırır. Bu sertleştirilmiş tabaka, malzemeyi aşınma, aşınma ve yüzey yorgunluğuna oldukça dirençli hale getirerek otomotiv, havacılık ve takım gibi sektörlerde yüksek performanslı uygulamalar için ideal hale getirir. Bu yüksek yüzey sertliğinin birincil yararı, malzemenin yüzey hasarına direnme, zorlu koşullar altında işlevselliği ve estetiği koruma yeteneğidir.
Nitriding işlemi, yüzeyden çeliğin çekirdeğine kadar kademeli bir sertlik gradyanı ile sonuçlanır. Azot çeliğe yayıldıkça, azot konsantrasyonu derinlikle azalır, bu da yüzeyin altında daha düşük bir nitrür yoğunluğuna neden olur. Bu, sertliğin dış nitrided tabakadan altta yatan çeliğe kademeli olarak azalmasına neden olur. Yüzeye yakınındaki sertlik HV 1000-1200 kadar yüksek olabilir, yüzeyin birkaç mikronunda, sertlik HV 600-800 civarında düşer. Nitrided tabakaya daha derinlemesine devam ettikçe, sertlik değerleri daha da azalmaktadır. Sertlikteki gradyan, çeliğin, aşınmaya ve yorgunluğa direnmek için sert bir dış cepheye dayanarak mekanik gerilmelere dayanabilen sert bir çekirdeği korumasını sağlar. Bu sertlik gradyanı, yüzey dayanıklılığı ve iç sertlik arasında en uygun denge sunan uygulama ihtiyaçlarına göre tasarlanabilir.
Nitreli yüzeyin altında, malzemenin çekirdek sertliği, nitriding işleminden büyük ölçüde etkilenmez. Çeliğin büyük kısmı olan malzemenin çekirdeği, taban çelik alaşımı tarafından belirlenen orijinal sertliğini ve mekanik özelliklerini korur. Nitridring alaşımlı çelik için, çekirdek sertlik, alaşımın bileşimine, ısıl işlem geçmişine ve genel metalurjik yapıya bağlı olarak HV 300-450 aralığında kalır. Nitribriding yüzey özelliklerini önemli ölçüde arttırırken, çekirdek, parçayı felaket başarısızlığından koruyan gerekli sünekliği, darbe direncini ve sertliği sağlar. Daha yumuşak çekirdek, bileşenin darbe kuvvetlerini çatlamadan veya kırılgan hale gelmeden emmesine izin vererek, malzemenin hem tokluk hem de sertliğin gerekli olduğu zorlu uygulamalardaki genel performansına katkıda bulunur.
Süreç parametrelerinin etkisi: Zaman, sıcaklık ve azot konsantrasyonu dahil olmak üzere çeşitli nitriding parametreleri, nitrided tabakanın derinliğini ve sonuçta ortaya çıkan sertlik profilini belirlemede önemli bir rol oynar. Daha uzun nitriding süreleri ve daha yüksek sıcaklıklar, azotun çeliğe daha derin dağılmasına izin verir, bu da daha yüksek yüzey sertliğine sahip daha kalın bir nitrided tabakaya neden olur. Tersine, daha kısa nitriding süreleri veya daha düşük sıcaklıklar, daha az belirgin yüzey sertliğine sahip daha ince bir nitrided tabakaya neden olabilir. Nitriding atmosferindeki azot konsantrasyonu da sertleştirilmiş tabakanın kalınlığını etkiler. Örneğin, daha yüksek azot konsantrasyonları genellikle daha derin ve daha sert bir nitrided tabakaya yol açar. Bu parametreler üzerinde kontrol, mühendislerin nitrided tabakanın derinliğini ve sertliğini belirli uygulama gereksinimlerine uyacak şekilde uyarlamasını, aşınma direncini ve çekirdek tokluğu dengelemesini sağlar.
Katman derinliğinin performans üzerindeki etkisi: nitrided tabakanın derinliği, malzemenin performans özelliklerini önemli ölçüde etkiler. Daha sığ bir nitrided tabaka, parçanın ışık aşınması veya yüzey aşınmasına maruz kaldığı uygulamalar için idealdir. Bu tip tedavi, genel yapısal bütünlük için zorlu bir çekirdeği korurken mükemmel aşınma direnci sunar. Öte yandan, daha derin bir nitrided tabaka, daha önemli koruma ve daha uzun hizmet ömrü sağladığı için şiddetli aşınma, yorgunluk veya yüksek etkili yüklemeye maruz kalan bileşenler için daha uygundur. Nitrided tabakası boyunca değişen sertlik, parçanın kırılganlık nedeniyle felaket başarısızlığını önlerken parçanın yüksek yüzey stresine dayanabilmesini sağlar.
