Pinnan kovuus Nitrideseosteräs on korkein uloimmassa kerroksessa nitridien voimakkaan muodostumisen vuoksi. Typpiatomien diffuusio on typpiatomien diffuusio teräksen pintaan, joka reagoi raudan tai muiden seoselementtien kanssa kovien nitridien, kuten rauta-nitridien (Fe4N, Fe2-3N), kromitridien tai alumiininitridien, muodostamiseksi. Nämä yhdisteet lisäävät merkittävästi pinnan kovuutta saavuttaen jopa HV 1000-1200 tai jopa korkeammat arvot. Tämä karkaistu kerros tekee materiaalista erittäin kestävää kulumis-, hankausta ja pintaväsymystä, mikä tekee siitä ihanteellisen korkean suorituskyvyn sovelluksille teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa, ilmailu- ja työkaluissa. Tämän korkean pinnan kovuuden ensisijainen hyöty on materiaalin parantunut kyky vastustaa pintavaurioita, ylläpitää toiminnallisuutta ja estetiikkaa ankarissa olosuhteissa.
Nitridiprosessi johtaa asteittaiseen kovuusgradienttiin pinnalta teräksen ytimeen. Kun typpi diffundoituu teräkseen, typen pitoisuus pienenee syvyyden myötä, mikä johtaa asteittain alhaisempaan nitriditiheyteen pinnan alla. Tämä aiheuttaa kovuuden vähentymisen asteittain ulkoisesta nitridistä kerroksesta alla olevaan teräkseen. Pinnan lähellä oleva kovuus voi olla niin korkea kuin HV 1000-1200, kun taas muutamassa mikronissa pinnan alapuolella kovuus putoaa noin HV 600-800: een. Kun jatkat syvemmälle nitroituun kerrokseen, siitä tulee entistä pehmeämpi, kovuusarvot laskivat edelleen. Kovuusgradientti varmistaa, että teräs säilyttää kovan ytimen, joka kestää mekaanisia jännityksiä samalla kun se tarjoaa kovan ulkopinnan kulumisen ja väsymyksen kestämiseksi. Tämä kovuusgradientti voidaan suunnitella sovellustarpeiden perusteella, mikä tarjoaa optimaalisen tasapainon pinnan kestävyyden ja sisäisen sitkeyden välillä.
Nitrned -pinnan alla materiaalin ytimen kovuus pysyy suurelta osin vaikuttamatta nitridiprosessilla. Materiaalin ydin, joka on suurin osa teräksestä, säilyttää alkuperäisen kovuutensa ja mekaaniset ominaisuutensa, jotka perusteräslejeeringit määrittävät. Nitrideseosteräkselle ydinlujuus pysyy HV 300-450 -alueen alueella seoksen koostumuksesta, lämpökäsittelyhistoriasta ja metallurgisesta rakenteesta. Vaikka nitriding parantaa merkittävästi pinnan ominaisuuksia, ydin tarjoaa vaaditun ulottuvuuden, iskunkestävyyden ja sitkeyden, jotka suojaavat osan katastrofaaliselta vikaantumiselta. Pehmeämpi ydin antaa komponentin absorboida iskuvoimia halkeilematta tai haurasta, mikä edistää materiaalin yleistä suorituskykyä vaativissa sovelluksissa, joissa tarvitaan sekä sitkeyttä että kovuutta.
Prosessiparametrien vaikutus: Useilla nitridiparametreilla, mukaan lukien aika, lämpötila ja typpipitoisuus, on tärkeä rooli nitroitujen kerroksen syvyyden määrittämisessä ja tuloksena olevasta kovuusprofiilista. Pidemmät nitraajat ja korkeammat lämpötilat antavat typen diffundoitua teräkseen syvemmälle, mikä johtaa paksumpaan nitroituun kerrokseen, jolla on suurempi pinnan kovuus. Päinvastoin, lyhyemmät nitraajat tai alhaisemmat lämpötilat voivat johtaa ohuempaan nitroituun kerrokseen, jolla on vähemmän voimakas pintakovuus. Typpipitoisuus typpipitoisuuteen typpipitoisuuteen vaikuttaa myös kovetetun kerroksen paksuuteen. Esimerkiksi korkeammat typpipitoisuudet johtavat yleensä syvemmälle ja kovempaan nitroituun kerrokseen. Näiden parametrien hallinta antaa insinööreille mahdollisuuden räätälöidä nitred -kerroksen syvyys ja kovuus tiettyjen sovellusvaatimusten mukaisesti, tasapainottaa kulumiskestävyyttä ja ytimen sitkeyttä.
Kerroksen syvyyden vaikutus suorituskykyyn: Nitruidun kerroksen syvyys vaikuttaa merkittävästi materiaalin suorituskykyominaisuuksiin. Matala nitroitu kerros on ihanteellinen sovelluksiin, joissa osa altistuu kevyelle hankaukselle tai pinnan kulumiselle. Tämäntyyppinen hoito tarjoaa erinomaisen kulutuskestävyyden säilyttäen samalla kovan ytimen rakenteelliselle eheydelle. Syvempi nitroitu kerros puolestaan sopii paremmin komponenteille, jotka ovat alttiina vakavalle kulumiselle, väsymykselle tai voimakkaan kuormitukselle, koska se tarjoaa huomattavamman suojan ja pidemmän käyttöiän. Nitruidun kerroksen vaihteleva kovuus varmistaa, että osa kestää korkeaa pintajännitystä välttäen samalla haurauden vuoksi katastrofaalista vajaatoimintaa.
