Główna różnica – nawęglanie a azotowanie

Obróbka cieplna to wykorzystanie ciepła do modyfikacji właściwości materiału, zwłaszcza w metalurgii. Obróbka cieplna odbywa się poprzez ogrzewanie i chłodzenie substancji. Służy do zmiany jednej lub więcej właściwości chemicznych i fizycznych w celu uzyskania pożądanych właściwości, takich jak zwiększona wytrzymałość, zwiększona twardość, odporność na uderzenia, mięknienie i zwiększenie ciągliwości. Istnieją cztery główne rodzaje metod obróbki cieplnej, takie jak wyżarzanie, odpuszczanie, hartowanie i normalizowanie. Hartowanie to proces zwiększania twardości metalu. Istnieją dwa główne rodzaje procesów hartowania, takie jak hartowanie powierzchniowe i hartowanie powierzchniowe. Utwardzanie powierzchniowe można przeprowadzić w dwóch procesach znanych jako różnicowe utwardzanie powierzchniowe i różnicowe utwardzanie struktury metalu. Nawęglanie i azotowanie to dwie techniki stosowane w procesie różnicowego utwardzania konstrukcji metalowych. Główna różnica między nawęglaniem a azotowaniem polega na tym, że w procesie nawęglania węgiel dyfunduje na powierzchnię stali, podczas gdy w procesie azotowania azot dyfunduje na powierzchnię stali.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest nawęglanie – Definicja, różne typy 2. Co to jest azotowanie? – Definicja, poprawa właściwości 3. Jaka jest różnica między nawęglaniem a azotowaniem? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe warunki: wyżarzanie, nawęglanie, nawęglanie, nawęglanie gazowe, hartowanie, nawęglanie w płynie, metalurgia, azotowanie, nawęglanie pakietowe, hartowanie powierzchniowe, odpuszczanie, nawęglanie próżniowe

Co to jest nawęglanie

Podczas nawęglania stop metalu jest umieszczany w wysokiej temperaturze na kilka godzin w środowisku węglowym. Temperatura powinna być wyższa niż górna temperatura przemiany metalu (temperatura krytyczna). Następnie węgiel jest wchłaniany do stali ze środowiska węglowego i powoli dyfundowany do warstw powierzchniowych.

Środowisko zawierające węgiel może stanowić węgiel drzewny lub tlenek węgla. Celem nawęglania jest uczynienie powierzchni stali twardą i odporną na zużycie. Ta technika jest stosowana głównie w przypadku stali węglowych. Dłuższe czasy nawęglania zwiększają głębokość powłoki węglowej. Jednak w tej metodzie powierzchnia staje się twardsza, a rdzeń pozostaje miękki.

Istnieją cztery główne formy nawęglania, jak następuje.

Pakowanie nawęglania

Tutaj komponenty są pakowane w środowisku o wysokiej zawartości węgla. Podgrzewanie elementów odbywa się z wytworzeniem tlenku węgla (reduktora). Redukcja przez tlenek węgla następuje na powierzchni stali z uwolnieniem węgla, który jest dyfundowany do powierzchni pod wpływem wysokich temperatur. Następnie ten węgiel ulega utwardzeniu.

Nawęglanie gazowe

Tutaj do nagrzanego pieca dostarczany jest tlenek węgla. Pozostała część procesu jest podobna do nawęglania gazowego.

Nawęglanie próżniowe

Proces ten obejmuje nawęglanie stali w beztlenowym, pod niskim ciśnieniu. Ponieważ system jest beztlenowy, można znacznie zwiększyć temperaturę bez utleniania powierzchni. Wyższe temperatury zwiększają szybkość dyfuzji węgla, a tym samym twardnienie.

Nawęglanie płynne

Tutaj stal jest zanurzona w środowisku skroplonego węgla. W tej metodzie dyfuzja węgla jest bardziej wydajna.

Co to jest azotowanie

Azotowanie to proces obróbki cieplnej, który polega na dyfuzji azotu do powierzchni metalu w celu utworzenia utwardzonej powierzchni. Proces azotowania wykorzystuje azot i ciepło. Jest to zwykle używane w pompach wtryskowych paliwa. W tej metodzie na powierzchnię stali zamiast węgla dyfunduje azot. Azotowanie można przeprowadzić w niższych temperaturach niż nawęglanie.

Rysunek 1: Skomputeryzowany piec do azotowania cieplnego

Dyfuzja gazowego azotu zwykle zachodzi w niskich temperaturach, a utwardzanie następuje bez hartowania. Utwardzona zostaje tylko powierzchnia, rdzeń pozostaje taki sam. Gdy stal została poddana procesowi azotowania, ma doskonałą odporność na zużycie. Poprawia się również odporność na korozję. Ponadto poprawia się trwałość zmęczeniowa stali. Właściwości zmęczeniowe to zdolność stali do wytrzymania naprężeń bez pękania.

Różnica między nawęglaniem a azotowaniem

Definicja

Nawęglanie: Nawęglanie to proces obróbki cieplnej, który powoduje dyfuzję węgla do powierzchni metalu w celu utworzenia utwardzonej powierzchni.

Azotowanie: Azotowanie to proces obróbki cieplnej, który polega na dyfuzji azotu do powierzchni metalu w celu utworzenia utwardzonej powierzchni.

składniki

Nawęglanie: Nawęglanie wykorzystuje środowisko węglowe.

Azotowanie: Azotowanie wykorzystuje azot zamiast węgla.

Temperatura

Nawęglanie: Nawęglanie odbywa się w bardzo wysokich temperaturach.

Azotowanie: Azotowanie można przeprowadzić w niskich temperaturach.

Dyfuzja

Nawęglanie: Podczas nawęglania węgiel jest dyfundowany na powierzchnię stopu metalu.

Azotowanie: W azotowaniu azot jest dyfundowany na powierzchnię stopu metalu.

Wniosek

Nawęglanie i azotowanie to dwa rodzaje procesów utwardzania powierzchni, które są stosowane do utwardzania stalowej powierzchni, podczas gdy rdzeń pozostaje miękki. Główna różnica między nawęglaniem a azotowaniem polega na tym, że podczas nawęglania węgiel jest dyfundowany na powierzchnię stali, podczas gdy w procesie azotowania azot jest dyfundowany na powierzchnię stali.

Referencja:

1. „Proces i techniki nawęglania – cztery metody nawęglania”. Brighthub Engineering, 25 maja 2011 r., dostępny tutaj.2. „Co to jest azotowanie? – Definicja z Corrosionpedia.” Korozja, dostępna tutaj.3. „Azotowanie”. Wikipedia, Fundacja Wikimedia, 12 stycznia 2018 r., Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Skomputeryzowany piec do obróbki cieplnej” autorstwa S zillayali - Praca własna (CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia