Cementácia vs. nitridácia

Cementácia a nitridácia sú dôležité procesy povrchového kalenia v metalurgii s nasledujúcimi rozdielmi:
Princípy procesu

•CementáciaZahŕňa zahrievanie nízkouhlíkovej ocele alebo nízkouhlíkovej legovanej ocele v médiu bohatom na uhlík pri určitej teplote. Zdroj uhlíka sa rozkladá za vzniku aktívnych atómov uhlíka, ktoré sú absorbované povrchom ocele a difundujú dovnútra, čím sa zvyšuje obsah uhlíka na povrchu ocele.
•NitridáciaJe to proces, pri ktorom sa aktívnym atómom dusíka umožňuje preniknúť cez povrch ocele pri určitej teplote a vytvoriť nitridovú vrstvu. Atómy dusíka reagujú s legujúcimi prvkami v oceli a vytvárajú nitridy s vysokou tvrdosťou a dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu.
Teplota a čas procesu

•CementáciaTeplota sa vo všeobecnosti pohybuje medzi 850 °C a 950 °C. Proces trvá relatívne dlho, zvyčajne niekoľko až desiatky hodín, v závislosti od požadovanej hĺbky nauhličovanej vrstvy.
•NitridáciaTeplota je relatívne nízka, zvyčajne medzi 500 °C a 600 °C. Čas je tiež dlhý, ale kratší ako pri cementácii, zvyčajne desiatky až stovky hodín.
Vlastnosti preniknutej vrstvy

•Tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu

•CementáciaPovrchová tvrdosť ocele môže po cementácii dosiahnuť 58 – 64 HRC, čo vykazuje vysokú tvrdosť a odolnosť voči opotrebovaniu.
•NitridáciaPovrchová tvrdosť ocele môže po nitridácii dosiahnuť 1000 – 1200 HV, čo je vyššia hodnota ako pri cementácii, s lepšou odolnosťou proti opotrebovaniu.
•Únavová pevnosť

•CementáciaMôže zlepšiť únavovú pevnosť ocele, najmä pri ohybovej a torznej únave.
•NitridáciaMôže tiež zvýšiť únavovú pevnosť ocele, ale účinok je relatívne slabší ako pri cementácii.
•Odolnosť proti korózii

•CementáciaOdolnosť proti korózii po cementácii je relatívne nízka.
•NitridáciaPo nitridácii sa na povrchu ocele vytvorí hustá nitridová vrstva, ktorá poskytuje lepšiu odolnosť proti korózii.
Použiteľné materiály

•CementáciaJe vhodný pre nízkouhlíkovú oceľ a nízkouhlíkovú legovanú oceľ a často sa používa pri výrobe ozubených kolies, hriadeľov a iných dielov, ktoré nesú veľké zaťaženie a trenie.
•NitridáciaJe vhodný pre ocele obsahujúce legujúce prvky, ako je hliník, chróm a molybdén. Často sa používa na výrobu vysoko presných a vysoko odolných dielov, ako sú formy a meracie nástroje.
Charakteristiky procesu

•Cementácia

•VýhodyDokáže dosiahnuť relatívne hlbokú cementovanú vrstvu, čím sa zlepšuje nosnosť súčiastok. Proces je relatívne jednoduchý a náklady sú nízke.
• Nevýhody: Teplota cementácie je vysoká, čo môže ľahko spôsobiť deformáciu súčiastky. Po cementácii je potrebné tepelné spracovanie, ako napríklad kalenie, čo zvyšuje zložitosť procesu.
•Nitridácia

• : Teplota nitridácie je nízka, čo vedie k menšej deformácii súčiastok. Dokáže dosiahnuť vysokú tvrdosť, dobrú odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti korózii. Po nitridácii nie je potrebné kalenie, čo zjednodušuje proces.
•NevýhodyNitridovaná vrstva je tenká s relatívne nízkou únosnosťou. Čas nitridácie je dlhý a náklady vysoké.