Az acélok nitrokarburizálása az a folyamat , amikor az acél felületét egyidejűleg szénnel és nitrogénnel telítik 700-950 ° C - on , karburáló gázból és ammóniából álló gázhalmazállapotú közegben . A nitrokarburálást leggyakrabban 850–870 °C-on végzik. A karbonitridálást olajos kioltás követi újramelegítésből vagy közvetlenül karbonitridáló kemencéből telítési hőmérsékleten vagy enyhe hűtéssel . A deformáció csökkentése érdekében lépésenkénti edzést javasolunk 180-200 °C -os forró olajban tartással.
A karburáláshoz képest a nitrokarburálásnak számos jelentős előnye van. Az ausztenit nitrogénnel való ötvözésekor az α ↔ γ átalakulás hőmérséklete csökken, ami lehetővé teszi a telítési folyamat alacsonyabb hőmérsékleten történő végrehajtását. Ezzel egyidejűleg nitrogén jelenlétében az ausztenitben lévő szén diffúziós mobilitása meredeken megnő (1. táblázat). A hőmérséklet emelkedésével a gyorsulási hatás csökken (1. táblázat).
| Hőmérséklet, °C | Nitrokarbonizálás | Cementálás | ||
|---|---|---|---|---|
| D N 10 −11 , m 2 / s | D C 10 −11 , m 2 / s | D C 10 −11 , m 2 / s | D C Nitrocarburizing/ D C Carburizing | |
| 850 | 0.3 | 0,38 | 0.17 | 2.24 |
| 900 | 0.6 | 0,75 | 0,38 | 1.97 |
| 950 | 1.08 | 1.17 | 0,87 | 1.38 |
A lényegesen alacsonyabb telítési hőmérséklet ellenére a diffúziós réteg növekedési sebessége karburáláskor (930-950°C) és nitrokarburáláskor (840-860°C) 0,5-0,8 mm vastagságig gyakorlatilag megegyezik. A nitrokarbonizálással végzett gyártási ciklus a karburáláshoz képest 50-60%-kal csökken.
A telítési hőmérséklet csökkentése a folyamat időtartamának növelése nélkül csökkenti a munkadarabok deformációját , növeli a kemenceberendezések tartósságát és csökkenti az edzés előtti lehűlés idejét .
A gépészetben elterjedt a karbonitridálás folyamata olyan alkatrészek esetében, amelyek üzemi körülményei között 0,2-1,0 mm -es edzett rétegvastagság is elegendő . A VAZ -nál a kémiai-termikus kezeléssel megkeményedett alkatrészek 94,5 % -át nitrokarburizálásnak vetik alá. Például a karbonitridálást széles körben használják a fogaskerekek edzésére . Ebben az esetben az effektív rétegvastagságot ( HV 600-ig) az 1,5–3,5 mm-es modullal rendelkező fogaskerekek esetében 0,3 ± 0,1-nek, a 4,0–5,5 mm-es modulnál pedig 0,4 ± 0-nak egynek tekintjük.
Szinte ugyanazt a berendezést használják gázkarburáló és nitrokarbonizáló tengelyes , kamrás vagy folyamatos kemencékben .
Optimális telítési körülmények között a nitrokarburált réteg szerkezetének martenzitből , kis mennyiségű karbonitridből és némi visszatartott ausztenitből , troosztorbit , bainit vagy alacsony széntartalmú martenzit magszerkezetéből kell állnia . A nitrokarburált rétegben gyakran megengedett a maradék ausztenit megnövekedett mennyisége, ami biztosítja a nem csiszolt autóipari hajtóművek jó bejáratását, ami biztosítja azok csendes működését.
A 25KhGT acélban a maradék ausztenit mennyisége 25-30%, míg a 25KhGM és 25KhGMT acélokban eléri a 45-50%-ot. Azokban az esetekben, amikor a terméket karbonitridálás után őrlik, nem kívánatos a nagy mennyiségű maradék ausztenit, mivel nem csak a mechanikai tulajdonságokat csökkenti , hanem hozzájárul az őrlés során repedések kialakulásához is. Az amerikai gyakorlatban elfogadhatónak tartják a maradék ausztenitet a nitrokarburált rétegben olyan mennyiségben tartalmazni, amelynél a keményedés a kikeményedés után nem alacsonyabb, mint 60 HRC . Gyakrabban a réteg keménysége 58-64 HRC.