Nitretação e Comportamento Metalúrgico
Nitretação a Gás é uma forma de tratamento térmico do aço em que se utiliza o calor para difundir gás rico em nitrogénio na superfície do metal com a intenção de o endurecer. O processo de endurecimento com nitreto integra-se ao material a granel, permitindo que a porção de metal abaixo da camada superficial permaneça macia.
Amoníaco é o gás mais utilizado e separa-se em nitrogênio e hidrogênio quando entra em contato com o metal. Apenas o nitrogênio se difunde sobre a superfície para formar a camada de nitreto. Métodos de têmpera (como têmpera a óleo) não são necessários e as propriedades do núcleo do metal não são afetadas.
Gás vs. Nitretação Líquida
Nitretação a gás dispersa gás para o metal através do calor em um forno ou atmosfera selada. A nitretação líquida utiliza uma mistura de sal cianeto num banho.
Os requisitos de calor do líquido são inferiores aos da técnica do gás, e o composto endurecido na superfície do componente é mais espesso.
A operação é simples e o tempo de processamento é mais rápido do que o método baseado no gás, mas os sais restantes são altamente tóxicos. O processo à base de gás tem métodos de eliminação mais fáceis do agente nitrurizante.
Nitretação vs. cementação
A cementação é semelhante à nitretação a gás, na medida em que é um processo à base de calor que produz uma superfície resistente ao desgaste e anti-gall. Ao invés de nitrogênio, a base é o carbono. A têmpera e a têmpera podem ser necessárias para minimizar a distorção, já que há mudanças na microestrutura que ocorrem durante o processo de têmpera. A caixa formada durante o processo de têmpera por nitrogênio não é tão espessa quanto a cementação.
Vantagens da nitretação por gás
- Baixo custo em comparação com outras aplicações da caixa. O processo funciona com supervisão mínima requerida, os componentes pós-processo são dimensionalmente estáveis, e há muito pouco ou nenhum tratamento necessário em operações pós tratamento térmico.
- Zero a distorção mínima experimentada em peças, o que permite um controle dimensional preciso
- Capacidade de alto volume. O tamanho do forno é o principal fator limitante.
- Resistente ao desgaste e à corrosão.
– Aumento da resistência à fadiga - O fluxo de gás pode ser controlado com precisão, e as peças podem ser mascaradas, evitando o endurecimento em algumas áreas. Isto permite a usinagem pós-aplicação,
- São produzidas peças limpas, sem nenhum dos resíduos que acompanham banhos de sal, cementação e
- outros processos.
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Aplicações de melhor uso
Os Estados Unidos começaram a desenvolver processos de nitretação no início dos anos 1900, mas havia pouco interesse para usos industriais até depois da Segunda Guerra Mundial. Em aplicações que requerem maior resistência à fadiga e precisão, como em parafusos de extrusão e engrenagens de precisão, a nitretação a gás é mais apropriada.
Os componentes de máquinas de alta tensão e os aços de baixa liga também se beneficiam da durabilidade obtida com este processo. Ferramentas em aço com baixo teor de carbono podem corroer mais cedo do que o esperado sem a aplicação deste caso. Peças automotivas como virabrequins, peças de válvulas e molas podem manter um nível de maleabilidade que evita rachaduras sob condições extremas.
Devido à sua maior resistência à corrosão e propriedades anti-gripagem, é um processo primário usado em componentes de aeronaves, desde pistões, hastes e espaçadores até pinos, porcas e parafusos de eixo.
Processo de têmpera do nitreto
O processo de têmpera do nitreto é utilizado nos principais componentes das máquinas de construção devido às propriedades deslizantes que proporciona, evitando arranhões e amolgadelas. O refinamento do processo através da compreensão da cinética envolvida resultou na obtenção de uma camada mais espessa de endurecimento e na exploração de uma gama mais ampla de aplicações de uso.
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