Азотирование

Значение слова Азотирование по Ефремовой:
Азотирование - 1. Процесс действия по знач. несов. глаг.: азотировать.
2. Один из способов химико-термической обработки, заключающийся в насыщении азотом поверхностного слоя металлических изделий.

Азотирование в Энциклопедическом словаре:
Азотирование - насыщение азотом поверхности металлических изделий (главнымобразом стальных и титановых) для повышения твердости, износостойкости,предела усталости, коррозионной стойкости.

Определение слова «Азотирование» по БСЭ:
Азотирование - насыщение поверхности металлических деталей азотом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости, предела усталости и коррозионной стойкости. А. подвергают сталь, титан, некоторые сплавы, наиболее часто - легированные стали, особенно хромоалюминиевые, а также сталь, содержащую ванадий и молибден.
Азотирование стали происходит при t 500-650°C в среде аммиака. Выше 400°C начинается диссоциация аммиака по реакции NH₃ → 3H + N. Образовавшийся атомарный азот диффундирует в металл, образуя азотистые фазы. При температуре А. ниже 591°C азотированный слой состоит из трёх фаз (рис.):
ε-нитрида Fe₂N, γ-нитрида Fe₄N, α - азотистого феррита, содержащего около 0,01% азота при комнатной температуре. При температуре А. 600-650°C возможно образование ещё и γ-фазы, которая в результате медленного охлаждения распадается при 591°C на эвтектоид α + γ¹.
Твёрдость азотированного слоя увеличивается до HV = 1200 (соответствует 12 Гн/мІ) и сохраняется при повторных нагревах до 500-600°C, что обеспечивает высокую износоустойчивость деталей при повышенных температурах. Азотированные стали значительно превосходят по износоустойчивости цементированные и закалённые стали. А. - длительный процесс, для получения слоя толщиной 0,2-0,4 мм требуется 20-50 ч. Повышение температуры ускоряет процесс, но снижает твёрдость слоя. Для защиты мест, не подлежащих А., применяются лужение (для конструкционных сталей) и никелирование (для нержавеющих и жаропрочных сталей). Для уменьшения хрупкости слоя А. жаропрочных сталей иногда ведут в смеси аммиака и азота.
Азотирование титановых сплавов проводится при 850-950°C в азоте высокой чистоты (А. в аммиаке не применяется из-за увеличения хрупкости металла).
При А. образуется верхний тонкий нитридный слой и твёрдый раствор азота в α-титане. Глубина слоя за 30 ч - 0,08 мм с поверхностной твёрдостью HV = 800-850 (соответствует 8-8,5 Гн/мІ). Введение в сплав некоторых легирующих элементов (Al до 3%, Zr 3-5% и др.) повышает скорость диффузии азота, увеличивая глубину азотированного слоя, а хром уменьшает скорость диффузии. А. титановых сплавов в разреженном азоте [100-10 н/мІ (1-0,1 мм рт ст.)] позволяет получать более глубокий слой без хрупкой нитридной зоны.
А. широко применяют в промышленности, в том числе для деталей, работающих при t до 500-600°C (гильз цилиндров, коленчатых валов, шестерён, золотниковых пар, деталей топливной аппаратуры и др.).
Лит.: Минкевич А. Н., Химико-термическая обработка металлов и сплавов, 2 изд., М., 1965: Гуляев А. П..Металловедение, 4 изд., М., 1966.
Д. И. Браславский.
Макроструктура азотированного слоя железа при 650°C (увеличено в 500 раз).

азотемия ретенционная    Азотирование    Азотировать