Exposición Nitruración gaseosa

8/16/2019 Exposición Nitruración gaseosa

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Nitruración gaseosa

https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ah!"wjjq#$j%s'(h)'*h+!e,---8jw1w&url=http23(245245www.industrialheating.com245articles245866%37principles7o7

gas7nitriding7part74&psig=(5j9N5N31mohdv;3(&ust=+;4#0088

64+8%

Descripción

La nitruración gaseosa es un tratamiento termoquímico, con el cual, elnitrógeno, nitrógeno y carbono o azufre se introducen en la supercie de unaaleación de hierro sólido.

Ecuación

Nitruración y nitrocarburación son procesos termoquímicos que dependen de latemperatura y reacciones químicas. Tales reacciones químicas tienen lugar enla atmósfera del proceso, en donde las moléculas de gas reaccionan unos conotros, rompiendo y o combinación para crear nue!as moléculas, sino también

entre la atmósfera y la supercie met"lica y dentro de la estructura de metal.#stas reacciones son impulsadas por los potenciales químicos de las especiesreaccionantes, que se pueden !er como una energía potencial que, o bien sedar" a conocer o debe ser gastado con el n de hacer que estas reaccionessuceden. $ebido a que cada molécula indi!idual en una mezcla de gas y decada "tomo indi!idual en un sólido tiene un potencial químico especíco, elpotencial químico total de una especie llega a la %&% n'mero de especies %i%!eces su potencial especíco( esto sería cierto para las condiciones ideales )es

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decir, los gases ideales*. +ara austar el potencial químico a las condicionesreales, donde las moléculas y o "tomos interactuar"n entre sí, el n'mero & sesustituye por la acti!idad química )a*, donde ai es una función de suconcentración, &i, y un coeficiente de acti!idad, -i

.Proceso

$escripción del proceso. Las piezas se tratan de una manera diferentedependiendo de las especicaciones de nitruración requeridos. /0# 01/23456 especica el procedimiento para la nitruración gaseosa de aceros debaa aleación y de la herramienta por el uso de amoníaco y el amoníacodisociado. La especicación limita el espesor de la capa compuesto ya sea a unm"&imo de 7,7774 en )clase 8* o un m"&imo de 7,778 en )24 micras* )clase2*..

9lase 8 requiere dos etapas de nitruración, con la primera etapa en 5:7 a8.747 ; < )474=464 ; 9* el mantenimiento de una !elocidad de disociación de84 a >4? y la segunda fase en la 534=8747 ; < )424=464 ; 9* el mantenimiento

de una !elocidad de disociación de 64 a @@?. La duración de la primera etapadeber" ser apro&imadamente 27? del tiempo total de nitruración.

9lase 2 requiere sólo una etapa, a 5:7=8747 ; < )474=464 ; 9* elmantenimiento de una !elocidad de disociación de 84 a >4?.

#l proceso de nitruración en dos etapas con la segunda etapa a unatemperatura aumentada también se conoce como el proceso Aotante )patentede ##.BB. 2.:>3.2:5*.

La !entaa de tener dos etapas, con la primera etapa a una temperaturainferior, es que la tasa de disociación térmica m"s baa de amoniaco en la

primera etapa da como resultado un potencial de nitruración superior encomparación a la segunda etapa, donde la temperatura m"s alta causar"autom"ticamente un mayor disociación térmica, por lo tanto reduciendo elpotencial de nitruración, naturalmente, a !elocidades de Auo constantes. Ctra!entaa es la formación de, dispersos, pequeDas precipitaciones de nitruro denos a la temperatura inferior, con una mayor resistencia a la dureza y la fatigaen comparación con la nitruración sólo a altas temperaturas.

#l m"s reciente /0# 01/ 2345 870 especica el potencial de nitruración quese utiliza en lugar de la tasa de disociación. La especicación limita el espesorde capa de compuesto de la misma manera como el m"s !ieo 01/ 23456pero aDade clase 7, donde no se permite la capa de compuesto. +ara todas las

clases y todos los aceros, el potencial de nitruración mantenida durante laprimera etapa de nitruración est" bien dentro de la gama E=, y, dependiendodel espesor de la capa compuesto permitido, el potencial de nitruración sereducir" a la -F=gama o hacia abao para el a=-F=límite para la segunda etapa denitruración. Bsando el potencial de nitruración en lugar de la tasa dedisociación permite el uso de atmósferas de nitrógeno diluido.

#n una primera asimiento temperatura, los contaminantes se e!aporaron, y elsupercie de la pieza se acti!ar"n para m"s de nitruración. $ependiendo del


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contenido de cromo, esto puede hacerse en una etapa de o&idación pre!ia )G>=4? en masa de 9r* para eliminar los residuos org"nicos de la supercie de lapieza o en una etapa de acti!ación para eliminar los ó&idos de cromo.+reo&idación de los aceros de alta aleación, si no est" acti!ado, debe lle!arse acabo preferiblemente en un inter!alo de temperatura de :77=477 ; 9 )347=5>7;


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purga% en este artículo*. #n algunos casos, puede ser !entaoso enfriar el hornoen dos etapas, en las que, mientras se enfría a >77=:77 ; 9 )437=347 ;


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Nitrocarburación, por el contrario, est" dirigido a la formación de una capa decompuesto de hierro=carbonitruro sobre la supercie misma de una partetratada con el n de obtener una mayor corrosión y resistencia al desgaste.

#l templado no se requiere para producir el estuche duro, pero puede serfa!orable en algunos casos. $ebido a que no hay una transformación de fase

del material del n'cleo, nitruración y nitrocarburación continuación 0c8 en elsistema de hierro y nitrógeno no aumenta la fuerza de la base( +or lo tanto,todos los aceros endurecibles deben ser endurecidas y templadas antes de lanitruración. Nitrocarburación también se aplica a los aceros aleados o de baaaleación en estado recocido

#l aumento de la dureza después de la nitruración entonces dada por unasolución sólida de nitrógeno en ferrita martensita )o austenita * y ladistribución de la base de hierro o de aleación nitruros de elementos.

Nitrocarburación típicamente tiene como obeti!o para una capa de compuestode alta dureza que se compone preferiblemente de N9 E = carbonitruros y

solamente una profundidad caso poco profunda en comparación connitruración que es capaz de soportar la estabilidad de la capa de compuestofr"gil.

/olicitud. Nitrocarburación se aplica típicamente a los aceros al carbono ,aceros de baa aleación , y también aceros para herramientas y hierro parameorar la resistencia a la corrosión y , mediante la reducción del coecientede fricción , meorar la resisti!idad para la adhesión y la abrasión fundido . Laparte superior de una capa de compuesto típicamente tiene una estructuraporosa , como se muestra en la


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Presion

#l potencial químico también depende de la temperatura ( 0l igual que con lastemperaturas m"s altas , los "tomos y las moléculas se mo!er"n m"s r"pido ,lo que resulta en una mayor energía cinética. #n consecuencia, el coecientede acti!idad y por lo tanto la acti!idad en sí es una función de la temperatura.#n ese sentido , la acti!idad puede ser pensado como la concentraciónquímicamente ecaz de la especie en la mezcla a las condiciones reales delproceso

La nitruración de alta y baa presión . 9on el aumento de presión del hornomientras se mantiene un potencial de nitruración constante, las presionesparciales de amoníaco e hidrógeno también aumentar"n . $ebido a esteaumento no ser" lineal debido a la relación no lineal que dene el potencial denitruración , la relación entre el amoníaco y de hidrógeno disminuye ) Tabla4 * . /eg'n Hung ) Ief 87 * , esto también aumentar" la !elocidad detransferencia de nitrógeno , dando como resultado un crecimiento m"s r"pidode la capa de compuesto para aceros de baa y de aleación ligera , siempreque el potencial de nitruración se establece en lograr !arepsilon o -F =nitruros ,pero también en la propagación m"s r"pida de la zona de difusión ) si elpotencial de nitruración se establece en un rango de crear sólo una capa de

compuesto restringido * .

Temperatura

The nitriding temperature typically ranges betJeen :54 and 464 ;9 )524 ;<and 8747 ;


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temperatures, betJeen 447 and 4@4 ;9 )8727 and 87@4 ;


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Aplicaciones

Las aplicaciones habituales incluyen engranajes, cige!ales, "rboles#e le$as, segui#ores #e le$as, piezas #e $"l$ulas, resortes, tornillos

#e e%trusión, herramientas #e &un#ición, troqueles #e &orja, matricespara e%trusión #e aluminio, inyectores y mol#es #e pl"stico

$e los elementos de aleación utilizados com'nmente en los aceroscomerciales, aluminio, cromo, !anadio, tungsteno, molibdeno y sonbeneciosos en la nitruración porque forman nitruros que son estables atemperaturas de nitruración. #l molibdeno, adem"s de su contribución comonitruro anterior, también reduce el riesgo de fragilización a temperaturas denitruración. Ctros elementos de aleación, como níquel, cobre, silicio ymanganeso, tienen poca, si alguna, efecto en las características de nitruración.Los aceros con contenido de aluminio )7,@4? en masa a la 8.47 0l* obtendr"nlos meores resultados en términos de nitruración del contenido total de

aleación, si contienen cromo, así. Mncluso si el aluminio es un fuerte nitruroanterior, nitruro de aluminio )0lN* no nucleada f"cilmente en la matriz deferrita y no !a a dar una buena dureza, ni tampoco desarrollar una zona dedifusión clara. #sto ocurre cuando primero cromo también est" presente ensolución sólida. Iecientemente, se demostró que los nitruros mi&tos )9r, 0l* Ndesarrollan )Ief 4*. aceros que contienen cromo pueden apro&imar estosresultados si su contenido de cromo, se disuel!e en la matriz y no est"!inculada a los carburos, es suciente sucientemente alta. aceros al carbonoaleados no son muy adecuadas para la nitruración porque el aumento de ladureza en la zona de difusión es limitada.

Los siguientes aceros pueden ser nitrurado de gas para aplicacionesespecícas

aceros de baa aleación que contiene aluminio, preferiblemente que contienecromo

1edio en carbono, aceros de baa aleación que contienen cromo del, :>77,4877, 6877, @677, @377, :877 y serie 5@77

#l trabao en caliente mueren aceros que contienen? 9r 4 de masa, tales como88, 82, 8> y

aa en carbono, aceros de baa aleación que contienen cromo del, @677, >>77

y serie 5>770ire endurecimiento aceros para herramientas, tales como 0=2, 0=6, $=2, $=> y/=3

aceros para herramientas de alta !elocidad, tales como 1=2 y 1=:

aceros ino&idables Nitronic, tales como >7, :7, 47 y 67

Los aceros ino&idables ferríticos y martensíticos de las series :77 y 477


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Los aceros ino&idables austeníticos de la serie 277 y >77, así como ciertasMnconels y Mncolloys

La precipitación de endurecimiento de aceros ino&idables, tales como 8>=@ +,84=4 +, 83=: +, 83=3 +, 0=2@6, 01>47, 01>44 y

aceros que contienen aluminio producen una capa nitrurada de muy altadureza y e&celente resistencia al desgaste. /in embargo, el caso nitruradotambién tiene una baa ductilidad, y esta limitación se debe considerar concuidado en la selección de los aceros que contienen aluminio. +or el contrario,los aceros que contienen cromo de baa aleación proporcionan una capanitrurada con mucha m"s ductilidad pero con menor dureza. /in embargo,estos aceros ofrecen resistencia al desgaste considerable y buenaspropiedades antigalling. aceros para herramientas, tales como 88 y $2,rendimiento consistentemente alto de dureza caso de fuerza e&cepcionalmentealta del n'cleo. Tabla 2 da el aumento promedio de dureza para los materialesseleccionados.

Ieglas generales

Las reglas generales incluyen el siguiente

Tienen las partes limpiarse y depassi!ated.

#l aumento de la temperatura aumentar" el espesor zona de difusión y la capade compuesto, siempre que la atmósfera permite la formación de una capa decompuesto, pero puede disminuir la dureza del n'cleo y la profundidad ecazde los casos.

#l potencial de nitruración debe coincidir con la fase deseada en la superciede la pieza. $e carbono se desplazar" hacia el límite de fase E a potenciales

m"s baos de nitruración( cantidades crecientes de elementos de creación denitruro se desplazar" el límite de nitruración potenciales m"s altos,respecti!amente.

elementos formadores de nitruro tienen un alto impacto en el Auo de nitrógenonecesaria para saturar la estructura( +or lo tanto, la dilución de la atmósfera denitruración con demasiado nitrógeno o el tratamiento de las partes a unapresión demasiado baa se detendr" la nitruración adecuada de los aceros dealta aleación anterior en comparación con aceros de baa aleación o decarbono.

#l aumento de la presión del horno aumentar" el crecimiento de la capa

blanca, pero este efecto ser" m"s lento en los aceros que contienen m"s de loselementos de aleación de nitruro de capacidad.

piezas estampadas pueden comportarse de manera similar a las piezasnonstamped con mayor contenido de carbono debido a la deformación de lasupercie.

deformación de la supercie pesados antes del tratamiento térmico puedecausar lubricantes tales como aceite de corte y otros para quemar en la


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supercie y formar una capa de pasi!ación, reduciendo así la capacidad denitrógeno para pasar la supercie

0cero para nitruración al 9r=1o=O de alta resistencia La composición e&tra deeste acero es la siguiente 7,>2? 9, >,24? 9r, 7,:7? 1o y 7,22?O. Bna !eztratado alcanza una resistencia mec"nica de 827 Pgmm2. La capa nitrurada se

adhiere muy bien al n'cleo sin temor a descascarillamiento. /e utiliza paraconstruir piezas de gran resistencia y ele!ada dureza supercial para resistir eldesgaste.

0cero para nitruración al 9r=1o=O de resistencia media la composición e&tra deeste acero es 7,24? 9, >,24?9r, 7,:7? 1o y 7,24? O. Tiene características yaplicaciones parecidos al anterior, solamente que su resistencia mec"nica esde 877Pgmm2.

0cero para nitruración al 9r=0l=1o de alta dureza la composición e&tra de esteacero es 7,:7? 9, 8,47? 9r, 7,27? 1o y 8? 0l. La capa nitrurada de esteacero puede descascarillarse y es de gran fragilidad. /e utiliza para piezas que

soporten una resistencia media y la mayor dureza supercial posible. /i lapieza es muy blanda puede ser recomendable un temple pre!io a la nitruraciónpara endurecerla y e!itar el descascarillamiento.

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httpJJJ.steeltreating.comgas=nitriding.php
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