فولاد نیتراته، انواع، کاربرد و خواص آن

فولاد نیتراته، انواع، کاربرد و خواص آن

فولاد نیتراته یا فولاد نیتروره بخشی از فولادهای آلیاژی می باشد که توسط یک فرایند شیمیایی تشکیل می شوند. در این فرایند نیتروژن اتمی با عناصر سطح قطعه تماس پیدا کرده و نیترید های سخت و پایدار را تشکیل می دهد که به سطح فولاد نفوذ می کند. در اثر این فرایند یک لایه سفید روی سطح فولاد پدید می آید که باعث افزایش سختی فولاد می شود.

هدف از نیتراته کردن فولادها

با نیتراته کردن، سطحی خیلی سخت و مقاوم به سایش به وجود می آید. به خاطر دمای بازپخت پایین (حدود 500 درجه سانتیگراد) تابیدگی خیلی جزئی در قطعه کار ایجاد می شود و نیز به خاطر حذف عمل کوئنچ، هیچ گونه تنشی در آن ایجاد نمی شود.

کاربرد فولاد نیتراته

فولاد های نیتراته در ابزار سازی برای ساخت انواع فرامین و نیز قالب های پرس کاری، مواد مصنوعی، لاستیک، قالب های تزریق، مواد ترموپلاستیکی، اجزا قالب های اکستروژن پیوسته مواد مصنوعی و ماشین های تزریق به کار می رود.

در نیتراته کردن فولادهای آلیاژی حاوی کرم، آلومینیوم و گاهی نیکل، دمای آنها را تا درجه حرارت 500 الی 520 درجه سانتیگراد در جریان گاز آمونیاک بازپخت می کنند. روش دیگری وجود دارد که در آن برای نیتراته کردن فولاد های آلیاژی فوق آنها را در حمام مذاب نمک سیانید با درجه حرارت 550 الی 570 درجه سانتیگراد بازپخت می کنند.

در این عملیات حرارتی بازپخت، نیتروژن داخل سطح قطعه کار نفوذ کرده و به خاطر پیوند با عناصر آلیاژی، باعث افزایش فوق العاده سختی در سطح آن می شود. با این روش به سختی ویکرز 1000 HV که معادل بیش از سختی راکول 68 HRC است، می توان دست یافت که این سختی را می توان تا دمای 500 درجه سانتیگراد بدون تغییر مشاهده کرد. اگر قرار است قسمت هایی از قطعه نرم باقی بماند، این قسمت ها با قلع اندود کاری پوشانده می شود.

ضخامت لایه نیتراته بسته به مدت زمان بازپخت، روش نیتراته و نوع فولاد نیتراته چند دهم میلیمتر می باشد. عیب این روش بازپخت طولانی مدت آن است. مدت زمان لازم برای عمق سخت کاری حدود 0٫1mm در نیتراته حمام نمک و گازی به ترتیب 2 و 8 ساعت می باشد.

از آنجا که تغییرات (گرادیان) سختی از سطح قطعه کار به طرف مغز آن آرام است، کنده شدن سطح سخت آن به سختی امکان پذیر است. با اینهمه از ایجاد لبه های تیز و پره های نازک در قطعه کار پرهیز شود، چون در این موارد عمل نیترته از دو طرف انجام می پذیرد مغزی چقرمه و نرم باقی نمی ماند. در قطعات جدار نازک لبه قطعات گرد و مدت زمان نیتراته کوتاه شود. بهسازی فولادها بسیار مفید است، زیرا در حالت بهسازی خواص مکانیکی بهتری داشته و جهت ایجاد لایه نیتراته بدون عیب و محکم ساختار بهسازی شده است.