Nitruración-al-acero

Nitruración

Definición

La nitruración es un proceso de terminación de partes que se fundamenta en la formación de una solución sólida de nitrógeno y nitruros en la capa superficial de la pieza de acero. Los nitruros son drásticamente duros, por lo cual confiere mucha dureza a la capa superficial de la pieza. El proceso de nitruración se genera a temperaturas subjetivamente bajas (500-600°C), y en un medio amoniacal que al descomponerse desprende nitrógeno elemental capaz de reaccionar con el metal.

La duración de la capa superficial tratada por nitruración es alrededor de 10 veces más grande que la de la cementación, necesitando unas 20-50 horas para conseguir una hondura de 0.2-0.4 mm. Por otro lado, la nitruración pide la utilización de acero particular aleado, ya que únicamente una vez que están compuestos nitruros de cromo, molibdeno, aluminio etcétera., esta operación da buenos resultados. La dureza de la capa superficial es natural, o sea, se recibe sin temple; por consiguiente sirve para el trabajo a temperaturas subjetivamente altas (400-500°C). Además de la resistencia térmica y la alta dureza, el área nitrurada aguanta bien la acción corrosiva de la atmósfera, lo cual provoca que las partes de esta forma tratadas logren utilizarse exitosamente para objetivos decorativos.

Nitruración

Nitrurado-del-acero

Propiedades de la Nitruración

El proceso de Nitruración proporciona una serie de propiedades entre las que destacan:

  • Alta dureza, con valores de HV 650 a 1100 de acuerdo con el material usado. La capa nitrurada confiere resistencia al desgaste.
  • Resistencia a la corrosión: a partir del nitrurado, los aceros resisten mejor que los aceros frecuentes la acción corrosiva del agua dulce, agua salada y atmósferas húmedas. Por esa razón se frecuenta usar el nitrurado en partes que tienen que padecer ciertos agentes corrosivos.
  • Ausencia de deformaciones: como la temperatura del proceso no es alta y no se necesita enfriar velozmente, se evitan problemas por probables deformaciones.
  • Nitrurado selectivo: tienen la posibilidad de intentar sólo las superficies de la pieza que sean correctas.
  • Retención de dureza a alta temperatura: las capas nitruradas conservan la dureza hasta los 500° C, continuamente que el lapso de calentamiento no sea bastante prolongado. Esta retención de la dureza es mayor a otros tratamientos térmicos como cementación, temple por inducción, etcétera. que, por tener composición martensítica, la pierden bastante inmediatamente desde los 200º C.
  • Aumento de resistencia al cansancio: la distorsión de la red cristalina por la difusión del nitrógeno aumenta la resistencia al cansancio. Además reduce los efectos de entalla y corrosión. 
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Tipos de acero para la nitruración

Comúnmente se emplean aceros entre 0,2 y 0,60 % de Carbono, aleados con Aluminio, Cromo, Molibdeno y Vanadio. El contenido de Carbono no influye en la dureza y levemente en la hondura de la capa, reduciendo ésta con el % de Carbono. El Aluminio es el componente de más grande relevancia para poder hacer las máximas durezas, empero debería ir constantemente en compañía de otros aleantes para eludir capas nitruradas bastante frágiles.

El Molibdeno incrementa la dureza de la capa, optimiza la tenacidad del núcleo y previene la fragilidad de los aceros sin Molibdeno, una vez que están un largo tiempo a temperaturas próximas a 500° C. El Cromo y el Vanadio incrementan la hondura de capa rígida. En los aceros al carbono, a equidad de tiempo, se recibe una mayor hondura de capa, debido a que los aleantes conforman nitruros y reducen la difusión hacia el interior, empero los valores de dureza son sensiblemente inferiores.

Nitruración iónica

Nitruración iónica de aceros inoxidables endurecidos por precipitación. Los aceros inoxidables endurecibles por precipitación, usados para moldes de inyección para plásticos corrosivos, caucho y para la industria médica y alimentaria, elevan la dureza y resistencia mecánica a valores deseables una vez que son sometidos a envejecimiento.

La nitruración iónica es una técnica de difusión asistida por plasma, que se aplica exitosamente para endurecer aceros inoxidables austeníticos sin reducir su resistencia a la corrosión, en lo que en aceros martensíticos no dió tan buenos resultados, ya que, por lo general, perjudica su resistencia a la corrosión.

Ciertos aceros inoxidables endurecidos por precipitación, son el CORRAX® de Uddeholm y el THYROPLAST PH-X SUPRA® de ThyssenKrupp. La dureza puede ascender hasta valores entre 900 y 1000 HV en dichos aceros tras la nitruración iónica.

Como resultado, la resistencia al desgaste además aumenta en los dos aceros y se preserva la resistencia a la corrosión. Los aceros inoxidables endurecibles por precipitación, además de cromo y níquel, tienen dentro otros recursos de aleación como cobre y aluminio que favorecen la precipitación de etapas secundarias elevando la dureza y la resistencia mecánica una vez que se los somete a envejecimiento en un rango de temperaturas entre 425°C y 600°C.

Son aceros requeridos en la industria para moldes de partes plásticas de diseño difícil, ya que tienen la posibilidad de ser mecanizados en “blando” y se endurecen más adelante por envejecimiento, que al solicitar bajas temperaturas, no produce cambios dimensionales.

Sin embargo, su resistencia a la corrosión frecuenta ser mayor a la de los aceros martensíticos de la serie 400. La nitruración iónica es un procedimiento de endurecimiento de difusión termoquímica asistido por plasma, que a diferencia de su equivalente gaseoso clásico, puede desarrollarse a temperaturas menores y posibilita un control más ajustado de los límites de nitruración para diseñar la composición y estructura del área.

componentes-del-acero-nitrurado
proceso-de-nitruración-ionica
Nitruración-ionica

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