קרבוריזציה לעומת ניטרידציה

קרבוריזציה וניטרידינג הם שניהם תהליכי הקשחת פני השטח חשובים במטלורגיה, עם ההבדלים הבאים:
עקרונות התהליך

•קרבוריזציה: מדובר בחימום של פלדה דלת פחמן או פלדת סגסוגת דלת פחמן בתווך עשיר בפחמן בטמפרטורה מסוימת. מקור הפחמן מתפרק ליצירת אטומי פחמן פעילים, אשר נספגים על ידי פני הפלדה ומתפזרים פנימה, מה שמגדיל את תכולת הפחמן של פני הפלדה.
•ניטרידציהזהו תהליך בו מתירים לאטומי חנקן פעילים לחדור אל פני השטח של פלדה בטמפרטורה מסוימת, ויוצרים שכבת ניטריד. אטומי חנקן מגיבים עם יסודות סגסוגת בפלדה כדי ליצור ניטרידים בעלי קשיות גבוהה ועמידות טובה בפני שחיקה.
טמפרטורת תהליך וזמן

•קרבוריזציההטמפרטורה היא בדרך כלל בין 850°C ל-950°C. התהליך אורך זמן רב יחסית, בדרך כלל מספר שעות עד עשרות שעות, תלוי בעומק הנדרש של השכבה המקרבורבת.
•ניטרידציההטמפרטורה נמוכה יחסית, בדרך כלל בין 500°C ל-600°C. הזמן גם ארוך אך קצר יותר מזה של קרבוריזציה, בדרך כלל עשרות עד מאות שעות.
תכונות השכבה החדירה

•קשיות ועמידות בפני שחיקה

•קרבוריזציהקשיות פני השטח של הפלדה יכולה להגיע ל-58-64 HRC לאחר קרבוריזציה, דבר המציג קשיות ועמידות גבוהות בפני שחיקה.
•ניטרידציהקשיות פני השטח של הפלדה יכולה להגיע ל-1000-1200 HV לאחר ניטריד, שהיא גבוהה יותר מזו של קרבוריזציה, עם עמידות טובה יותר בפני שחיקה.
•כוח עייפות

•קרבוריזציהזה יכול לשפר את חוזק העייפות של פלדה, במיוחד בכיפוף ועייפות פיתול.
•ניטרידציהזה יכול גם לשפר את חוזק העייפות של פלדה, אך ההשפעה חלשה יחסית מזו של קרבוריזציה.
•עמידות בפני קורוזיה

•קרבוריזציהעמידות הקורוזיה לאחר קרבוריזציה נמוכה יחסית.
•ניטרידציהשכבת ניטריד צפופה נוצרת על פני הפלדה לאחר ניטריד, המספקת עמידות טובה יותר בפני קורוזיה.
חומרים רלוונטיים

•קרבוריזציההוא מתאים לפלדה דלת פחמן ולפלדת סגסוגת דלת פחמן, ומשמש לעתים קרובות בייצור גלגלי שיניים, צירים וחלקים אחרים הנושאים עומסים גדולים וחיכוך.
•ניטרידציהמתאים לפלדות המכילות יסודות סגסוגת כגון אלומיניום, כרום ומוליבדן. הוא משמש לעתים קרובות לייצור חלקים מדויקים ועמידים בפני שחיקה, כגון תבניות וכלי מדידה.
מאפייני התהליך

•קרבוריזציה

•יתרונותניתן להשיג שכבה קרבוריזית עמוקה יחסית, מה שמשפר את כושר נשיאת העומס של החלקים. התהליך פשוט יחסית והעלות נמוכה.
• חסרונות: טמפרטורת הקרבורציה גבוהה, מה שעלול לגרום בקלות לעיוות החלק. טיפול בחום כגון מרווה נדרש לאחר הקרבורציה, מה שמגדיל את מורכבות התהליך.
•ניטרידציה

• : טמפרטורת הניטרידינג נמוכה, וכתוצאה מכך פחות עיוות של החלק. ניתן להשיג קשיות גבוהה, עמידות טובה בפני שחיקה ועמידות טובה בפני קורוזיה. אין צורך בכיור לאחר הניטרידינג, מה שמפשט את התהליך.
•חסרונותשכבת הניטריטציה דקה, עם כושר נשיאת עומס נמוך יחסית. זמן הניטריטציה ארוך והעלות גבוהה.