Азотирование металлов представляет собой процесс химико-термической обработки, при котором атомы азота проникают в поверхностный слой заготовки в определенной среде при определенной температуре. Продукты азотирования обладают отличной износостойкостью, сопротивлением усталости, коррозионной стойкостью и стойкостью к высоким температурам.
Элементы алюминия, хрома, ванадия и молибдена в традиционной легированной стали очень полезны для азотирования. Когда эти элементы вступают в контакт с первичными атомами азота при температуре азотирования, образуются устойчивые нитриды. Молибден, в частности, используется не только для получения нитридов, но и для снижения хрупкости при температурах азотирования. Элементы в других легированных сталях, таких как никель, медь, кремний и марганец, не вносят большого вклада в характеристики азотирования. Вообще говоря, если сталь содержит один или несколько элементов, образующих нитрид, эффект азотирования лучше. Алюминий является самым прочным нитридным элементом, содержащим 0.85 ~ 1.5% алюминия для достижения наилучших результатов азотирования. В хромсодержащей стали хрома, при достаточном его содержании, также могут быть очень хорошие результаты. А вот легированной углеродистой стали нет, потому что ее азотированный слой очень ломкий, легко отслаивается, не подходит для азотирования стали.
Существует шесть наиболее часто используемых азотируемых сталей:
(1) Низколегированная сталь, содержащая алюминий (стандартная азотированная сталь)
(2) среднеуглеродистая низколегированная сталь серии SAE 4100,4300,5100,6100,8600,8700,9800, содержащая элемент хрома.
(3) Горячештамповая сталь (содержащая около 5% хрома) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) Ферритная и мартенситная нержавеющая сталь серии SAE 400
(5) Аустенитная нержавеющая сталь серии SAE 300
(6) Нержавеющая сталь с дисперсионным твердением 17-4pH, 17-7pH, A-286 и т. д.
Стандартная азотированная сталь, содержащая алюминий, имеет высокую твердость и износостойкую поверхность, но ее упрочняющий слой также является хрупким. Напротив, низколегированная сталь, содержащая хром, имеет низкую твердость, но закаленный слой относительно прочен, а ее поверхность также обладает значительной износостойкостью и лучевой стойкостью. Поэтому при выборе материалов целесообразно обращать внимание на характеристики материалов и в полной мере использовать их преимущества для выполнения функций деталей. Инструментальные стали типа Н11 (СКД61) Д2 (СКД-11) обладают высокой поверхностной твердостью и высокой прочностью сердцевины.
Роль: Для повышения износостойкости, твердости поверхности, предела выносливости и коррозионной стойкости стальных деталей.
