Цементація проти азотування

Цементація та азотування є важливими процесами поверхневого зміцнення в металургії, з такими відмінностями:
Принципи процесу

•Цементація: Це передбачає нагрівання низьковуглецевої сталі або низьковуглецевої легованої сталі в середовищі, багатому на вуглець, за певної температури. Джерело вуглецю розкладається з утворенням активних атомів вуглецю, які поглинаються поверхнею сталі та дифундують всередину, збільшуючи вміст вуглецю в її поверхні.
•АзотуванняЦе процес проникнення активних атомів азоту крізь поверхню сталі за певної температури, утворюючи шар нітридів. Атоми азоту реагують з легуючими елементами в сталі, створюючи нітриди з високою твердістю та хорошою зносостійкістю.
Температура та час процесу

•ЦементаціяТемпература зазвичай становить від 850°C до 950°C. Процес займає відносно багато часу, зазвичай від кількох до десятків годин, залежно від необхідної глибини цементованого шару.
•АзотуванняТемпература відносно низька, зазвичай між 500°C та 600°C. Час також довгий, але коротший, ніж під час цементації, зазвичай від десятків до сотень годин.
Властивості проникненого шару

•Твердість та зносостійкість

•ЦементаціяТвердість поверхні сталі після цементації може досягати 58-64 HRC, що демонструє високу твердість та зносостійкість.
•АзотуванняПоверхнева твердість сталі після азотування може досягати 1000-1200 HV, що вище, ніж при цементації, з кращою зносостійкістю.
•Втомна міцність

•ЦементаціяЦе може покращити втомну міцність сталі, особливо при згинанні та кручувальній втомі.
•АзотуванняЦе також може підвищити міцність сталі на втому, але ефект відносно слабший, ніж у цементації.
•Корозійна стійкість

•ЦементаціяКорозійна стійкість після цементації відносно низька.
•АзотуванняПісля азотування на поверхні сталі утворюється щільний нітридний шар, який забезпечує кращу стійкість до корозії.
Застосовувані матеріали

•ЦементаціяВін підходить для низьковуглецевої сталі та низьковуглецевої легованої сталі, і часто використовується у виробництві шестерень, валів та інших деталей, що несуть великі навантаження та тертя.
•АзотуванняПідходить для сталей, що містять легуючі елементи, такі як алюміній, хром і молібден. Часто використовується для виготовлення високоточних і зносостійких деталей, таких як форми та вимірювальні інструменти.
Характеристики процесу

•Цементація

•ПеревагиЦе дозволяє отримати відносно глибокий шар карбюризації, що покращує несучу здатність деталей. Процес відносно простий, а вартість низька.
• Недоліки: Температура цементації висока, що може легко спричинити деформацію деталі. Після цементації потрібна термічна обробка, така як гартування, що збільшує складність процесу.
•Азотування

• : Температура азотування низька, що призводить до меншої деформації деталі. Це дозволяє досягти високої твердості, хорошої зносостійкості та корозійної стійкості. Немає потреби в гартуванні після азотування, що спрощує процес.
•НедолікиАзотований шар тонкий, з відносно низькою несучою здатністю. Час азотування довгий, а вартість висока.