Nitrokarburering av stål är processen att mätta stålytan samtidigt med kol och kväve vid 700–950° C i ett gasformigt medium bestående av uppkolningsgas och ammoniak . Nitrokarburering utförs oftast vid 850–870°C. Karbonitrering följs av släckning av olja från återuppvärmning eller direkt från en karbonitreringsugn vid mättnadstemperatur eller en lätt kylning . För att minska deformationen rekommenderas att använda stegvis härdning med att hålla i het olja på 180–200 °C.
Jämfört med uppkolning har nitrokarburering ett antal betydande fördelar. Vid legering av austenit med kväve sjunker temperaturen på α ↔ γ-transformationen, vilket gör det möjligt att utföra mättnadsprocessen vid lägre temperaturer. Samtidigt, i närvaro av kväve, ökar diffusionsrörligheten för kol i austenit kraftigt (tabell 1). När temperaturen stiger minskar accelerationseffekten (tabell 1).
| Temperatur, °С | Nitrokarburering | Cementering | ||
|---|---|---|---|---|
| D N 10 −11 , m 2 / s | D C 10 −11 , m 2 / s | D C 10 −11 , m 2 / s | D C Nitrocarburizing/ D C Carburizing | |
| 850 | 0,3 | 0,38 | 0,17 | 2.24 |
| 900 | 0,6 | 0,75 | 0,38 | 1,97 |
| 950 | 1.08 | 1.17 | 0,87 | 1,38 |
Trots den betydligt lägre mättnadstemperaturen är tillväxthastigheten för diffusionsskiktet under uppkolning (930–950°C) och nitrokarburering (840–860°C) till en tjocklek av 0,5–0,8 mm praktiskt taget densamma. Produktionscykeln med nitrokarburering, i jämförelse med uppkolning, reduceras med 50-60%.
Att sänka mättnadstemperaturen, utan att öka processens varaktighet, minskar deformationen av arbetsstyckena, ökar ugnsutrustningens hållbarhet och minskar tiden för kylning före härdning .
Processen med karbonitrering har blivit utbredd inom maskinteknik för delar , under vars driftsförhållanden en härdad skikttjocklek på 0,2–1,0 mm är tillräcklig . Hos VAZ utsätts 94,5 % av delarna härdade genom kemisk-termisk behandling för nitrokarburering. Till exempel används karbonitridning i stor utsträckning för att härda växlar . I detta fall antas den effektiva skikttjockleken (upp till HV 600) för växlar med en modul på 1,5–3,5 mm vara 0,3 ± 0,1, och för en modul på 4,0–5,5 mm - 0,4 ± 0, en.
Nästan samma utrustning används för gasförkolning och nitroförkolning - schakt , kammare eller kontinuerliga ugnar .
Under optimala mättnadsförhållanden bör strukturen av det nitrokarburerade lagret bestå av martensit , en liten mängd karbonitrider och en del kvarhållen austenit , en kärnstruktur av troostosorbit , bainit eller martensit med låg kolhalt. I det nitrokarburerade skiktet tillåts ofta en ökad mängd restaustenit, vilket säkerställer god inkörning av icke - slipade fordonsväxlar, vilket säkerställer deras tysta drift.
I stål 25KhGT är mängden restaustenit 25–30%, medan den i stål 25KhGM och 25KhGMT når 45–50%. I de fall där produkten genomgår malning efter karbonitridering är en stor mängd restaustenit oönskad, eftersom den inte bara minskar de mekaniska egenskaperna utan också bidrar till bildandet av sprickor under malningen. I amerikansk praxis anses det acceptabelt att innehålla restaustenit i det nitrokarburerade skiktet i en mängd där hårdheten efter härdning inte är lägre än 60 HRC . Oftare är skiktets hårdhet 58-64 HRC.