Karburering vs. nitrering

Karburering og nitrering er begge viktige overflateherdingsprosesser i metallurgi, med følgende forskjeller:
Prosessprinsipper

•KarbureringDet innebærer å varme opp lavkarbonstål eller lavkarbonlegert stål i et karbonrikt medium ved en viss temperatur. Karbonkilden dekomponerer og produserer aktive karbonatomer, som absorberes av ståloverflaten og diffunderer innover, noe som øker karboninnholdet i ståloverflaten.
•NitreringDet er prosessen der aktive nitrogenatomer trenger inn i overflaten av stål ved en viss temperatur og danner et nitridlag. Nitrogenatomer reagerer med legeringselementer i stålet for å lage nitrider med høy hardhet og god slitestyrke.
Prosesstemperatur og -tid

•KarbureringTemperaturen er vanligvis mellom 850 °C og 950 °C. Prosessen tar relativt lang tid, vanligvis flere til dusinvis av timer, avhengig av den nødvendige dybden på det karburerte laget.
•NitreringTemperaturen er relativt lav, vanligvis mellom 500 °C og 600 °C. Tiden er også lang, men kortere enn for karburering, vanligvis dusinvis til hundrevis av timer.
Egenskaper til det penetrerte laget

•Hardhet og slitestyrke

•KarbureringStålets overflatehardhet kan nå 58–64 HRC etter karburering, noe som viser høy hardhet og slitestyrke.
•NitreringOverflatehardheten til stålet kan nå 1000–1200 HV etter nitrering, noe som er høyere enn ved karburering, med bedre slitestyrke.
•Tretthetsstyrke

•KarbureringDet kan forbedre utmattingsfastheten til stål, spesielt ved bøying og torsjonsutmatting.
•NitreringDet kan også forbedre utmattingsstyrken til stål, men effekten er relativt svakere enn forkarburering.
•Korrosjonsbestandighet

•KarbureringKorrosjonsmotstanden etter karburering er relativt dårlig.
•NitreringEt tett nitridlag dannes på ståloverflaten etter nitrering, noe som gir bedre korrosjonsbestandighet.
Gjeldende materialer

•KarbureringDen er egnet for lavkarbonstål og lavkarbonlegert stål, og brukes ofte i produksjon av gir, aksler og andre deler som bærer store belastninger og friksjon.
•NitreringDet er egnet for stål som inneholder legeringselementer som aluminium, krom og molybden. Det brukes ofte til å produsere høypresisjons- og slitesterke deler, som for eksempel former og måleverktøy.
Prosessegenskaper

•Karburering

•FordelerDen kan oppnå et relativt dypt karburert lag, noe som forbedrer delenes bæreevne. Prosessen er relativt enkel og kostnaden er lav.
• Ulemper: Karbureringstemperaturen er høy, noe som lett kan føre til deformasjon av delen. Varmebehandling som bråkjøling er nødvendig etter karburering, noe som øker prosesskompleksiteten.
•Nitrering

• : Nitreringstemperaturen er lav, noe som resulterer i mindre deformasjon av delene. Den kan oppnå høy hardhet, god slitestyrke og korrosjonsbestandighet. Det er ikke behov for bråkjøling etter nitrering, noe som forenkler prosessen.
•UlemperDet nitrerte laget er tynt, med relativt lav bæreevne. Nitreringstiden er lang og kostnaden er høy.