Карбуризация срещу азотиране

Карбуризацията и азотирането са важни процеси на повърхностно втвърдяване в металургията, със следните разлики:
Принципи на процеса

•КарбуризацияТова включва нагряване на нисковъглеродна стомана или нисковъглеродна легирана стомана в богата на въглерод среда при определена температура. Източникът на въглерод се разлага, за да се получат активни въглеродни атоми, които се абсорбират от повърхността на стоманата и дифундират навътре, увеличавайки съдържанието на въглерод в повърхността на стоманата.
•АзотиранеТова е процес, при който активни азотни атоми проникват в повърхността на стоманата при определена температура, образувайки нитриден слой. Азотните атоми реагират с легиращи елементи в стоманата, за да създадат нитриди с висока твърдост и добра износоустойчивост.
Температура и време на процеса

•КарбуризацияТемпературата обикновено е между 850°C и 950°C. Процесът отнема относително дълго време, обикновено от няколко до десетки часа, в зависимост от необходимата дълбочина на карбуризирания слой.
•АзотиранеТемпературата е сравнително ниска, обикновено между 500°C и 600°C. Времето също е дълго, но по-кратко от това на карбуризацията, обикновено десетки до стотици часове.
Свойства на проникналия слой

•Твърдост и износоустойчивост

•КарбуризацияПовърхностната твърдост на стоманата може да достигне 58-64 HRC след цементиране, което показва висока твърдост и износоустойчивост.
•АзотиранеПовърхностната твърдост на стоманата може да достигне 1000-1200 HV след азотиране, което е по-високо от това на цементацията, с по-добра износоустойчивост.
•Якост на умора

•КарбуризацияМоже да подобри якостта на умора на стоманата, особено при огъване и торсионна умора.
•АзотиранеМоже също да подобри якостта на умора на стоманата, но ефектът е сравнително по-слаб от този на цементацията.
•Устойчивост на корозия

•КарбуризацияКорозионната устойчивост след цементиране е сравнително ниска.
•АзотиранеСлед азотиране върху повърхността на стоманата се образува плътен нитриден слой, който осигурява по-добра устойчивост на корозия.
Приложими материали

•КарбуризацияПодходящ е за нисковъглеродна стомана и нисковъглеродна легирана стомана и често се използва в производството на зъбни колела, валове и други части, които понасят големи натоварвания и триене.
•АзотиранеПодходящ е за стомани, съдържащи легиращи елементи като алуминий, хром и молибден. Често се използва за производство на високопрецизни и износоустойчиви части, като например форми и измервателни инструменти.
Характеристики на процеса

•Карбуризация

•ПредимстваМоже да се получи относително дълбок карбуризиран слой, подобрявайки товароносимостта на частите. Процесът е относително прост и цената е ниска.
• Недостатъци: Температурата на цементация е висока, което може лесно да причини деформация на детайлите. След цементацията е необходима термична обработка, като например закаляване, което увеличава сложността на процеса.
•Азотиране

• : Температурата на азотиране е ниска, което води до по-малка деформация на детайлите. Може да се постигне висока твърдост, добра износоустойчивост и устойчивост на корозия. Няма нужда от закаляване след азотиране, което опростява процеса.
•НедостатъциАзотираният слой е тънък, с относително ниска товароносимост. Времето за азотиране е дълго, а цената е висока.