Механізм азотної обробки сталі

Процедуру виконують в нагрітій до 500-600 градусів Цельсія герметично закритому середовищі з заліза, яку встановлюють в піч. Точні показники температури муфелі (закритою реторти) визначаються режимом і очікуваним результатом. Те ж саме стосується часу процедури. У контейнері розміщуються елементи зі сталі, які будуть насичуватися азотом.

В процесі виконання дії в реторту з балона подається аміак, який характеризується здатністю дисоціації (розкладання) під впливом певної температури. Механізм азотування можна описати наступною формулою: 2 NH3 → 6H + 2N.

В результаті на поверхні залізних виробів утворюється шар нітриду, для яких характерна особлива твердість. Як тільки процедура завершується, піч охолоджують разом з потоком аміаку. Подібними діями вдається закріпити ефект по твердості шару і запобігти окисленню поверхні.

Товщина нітрідная шару досягає 0,3-0,6 міліметрів. В результаті необхідність в термічній обробці для поліпшення показників міцності банально пропадає. Формування азотного шару виконується за складною схемою, проте, шляхом тривалих досліджень металурги вивчили її максимально докладно. У сплаві виникають наступні фази:

  • Твердий розчин Fe3N з часткою азоту 8,0-11,2%;
  • Твердий розчин Fe4N з часткою азоту 5,7-6,1%;
  • Розчин N в α-залізі.

Якщо вдається довести процес до температури 591 градусів Цельсія, це дозволяє помітити ще одну α-фазу. При досягненні ліміту насичення виникає ще одна фаза. Евтектоїдний розпад виробляє 2,35% азоту.

Посилання на основну публікацію