Nitrocarburarea oțelurilor este procesul de saturare a suprafeței oțelului simultan cu carbon și azot la 700–950 ° C într-un mediu gazos format din gaz de cementare și amoniac . Nitrocarburarea se realizează cel mai adesea la 850–870°C. Carbonitrurarea este urmată de stingerea uleiului prin reîncălzire sau direct dintr-un cuptor de carbonitrurare la temperatura de saturație sau o ușoară răcire . Pentru a reduce deformarea, se recomandă utilizarea întăririi treptate cu menținerea în ulei fierbinte la 180–200 °C.
În comparație cu carburarea , nitrocarburarea are o serie de avantaje semnificative. La alierea austenitei cu azot, temperatura transformării α ↔ γ scade, ceea ce face posibilă desfășurarea procesului de saturație la temperaturi mai scăzute. Simultan, în prezența azotului, mobilitatea de difuzie a carbonului în austenită crește brusc (Tabelul 1). Pe măsură ce temperatura crește, efectul de accelerație scade (Tabelul 1).
| Temperatura, °С | Nitrocarburarea | Cimentare | ||
|---|---|---|---|---|
| D N 10 -11 , m 2 / s | D C 10 -11 , m 2 / s | D C 10 -11 , m 2 / s | D C Nitrocarburare/ D C Carburare | |
| 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 |
În ciuda temperaturii de saturație semnificativ mai scăzute, rata de creștere a stratului de difuzie în timpul cementării (930–950°C) și nitrocarburării (840–860°C) la o grosime de 0,5–0,8 mm este practic aceeași. Ciclul de producție cu nitrocarburare, în comparație cu carburarea, este redus cu 50-60%.
Scăderea temperaturii de saturație, fără a crește durata procesului, reduce deformarea pieselor de prelucrat, crește durabilitatea echipamentului cuptorului și reduce timpul de răcire înainte de întărire .
Procesul de carbonitrurare a devenit larg răspândit în ingineria mecanică a pieselor , în condițiile de funcționare ale cărora este suficientă o grosime a stratului întărit de 0,2-1,0 mm . La VAZ , 94,5 % din piesele întărite prin tratament chimico-termic sunt supuse nitrocarburării. De exemplu, carbonitrurarea este utilizată pe scară largă pentru a întări angrenajele . În acest caz, grosimea efectivă a stratului (până la HV 600) pentru angrenajele cu un modul de 1,5–3,5 mm se presupune a fi 0,3 ± 0,1, iar pentru un modul de 4,0–5,5 mm - 0,4 ± 0, unul.
Aproape aceleași echipamente sunt utilizate pentru carburarea cu gaz și nitrocarburarea cu arbore , cameră sau cuptoare continue .
În condiții optime de saturație, structura stratului nitrocarburizat ar trebui să fie compusă din martensită , o cantitate mică de carbonitruri și ceva austenită reținută , o structură centrală din troostosorbit , bainită sau martensită cu conținut scăzut de carbon. În stratul nitrocarburat este deseori permisă o cantitate crescută de austenită reziduală, ceea ce asigură o bună rulare a angrenajelor auto neșlefuite, ceea ce asigură funcționarea lor silențioasă .
În oțelul 25KhGT, cantitatea de austenită reziduală este de 25–30%, în timp ce în oțelurile 25KhGM și 25KhGMT ajunge la 45–50%. În cazurile în care produsul este supus măcinării după carbonitrurare, o cantitate mare de austenită reziduală este nedorită, deoarece nu numai că reduce proprietățile mecanice , dar contribuie și la formarea fisurilor în timpul măcinarii. În practica americană , se consideră acceptabil să se conțină austenită reziduală în stratul nitrocarburat într-o cantitate la care duritatea după întărire nu este mai mică de 60 HRC . Mai des, duritatea stratului este de 58-64 HRC.