La nitruration des métaux est un processus de traitement thermique chimique dans lequel des atomes d'azote s'infiltrent dans la couche superficielle de la pièce dans un certain milieu à une certaine température. Les produits de nitruration ont une excellente résistance à l'usure, à la fatigue, à la corrosion et aux hautes températures.
Les éléments d'aluminium, de chrome, de vanadium et de molybdène dans l'acier allié traditionnel sont très utiles pour la nitruration. Lorsque ces éléments entrent en contact avec les atomes d'azote primaires à la température de nitruration, des nitrures stables se forment. Le molybdène, en particulier, est utilisé non seulement pour produire des nitrures mais aussi pour réduire la fragilité aux températures de nitruration. Les éléments d'autres aciers alliés, tels que le nickel, le cuivre, le silicium et le manganèse, ne contribuent pas beaucoup aux caractéristiques de nitruration. D'une manière générale, si l'acier contient un ou plusieurs éléments formateurs de nitrure, l'effet de nitruration est meilleur. L'aluminium est l'élément de nitrure le plus résistant, contenant 0.85 ~ 1.5 % d'aluminium pour les meilleurs résultats de nitruration. En acier au chrome contenant du chrome, si une teneur suffisante, peut également être de très bons résultats. Mais il n'y a pas d'acier au carbone allié car sa couche de nitruration est très fragile, facile à écailler, ne convient pas à la nitruration de l'acier.
Il existe six aciers de nitruration couramment utilisés comme suit :
(1) Acier faiblement allié contenant de l'aluminium (acier de nitruration standard)
(2) acier à faible teneur en carbone moyennement allié SAE 4100,4300,5100,6100,8600,8700,9800 contenant un élément de chrome.
(3) Acier pour matrice à chaud (contenant environ 5 % de chrome) SAE H11 (SKD-61) H12, H13
(4) Série SAE 400 en acier inoxydable ferrite et martensite
(5) Série SAE 300 en acier inoxydable austénitique
(6) Acier inoxydable durci par précipitation 17-4pH, 17-7pH, A-286, etc.
L'acier de nitruration standard contenant de l'aluminium a une dureté élevée et une surface résistante à l'usure, mais sa couche de durcissement est également cassante. Au contraire, l'acier faiblement allié contenant du chrome a une faible dureté, mais la couche durcie est relativement résistante et sa surface présente également une résistance à l'usure et une résistance au faisceau considérables. Par conséquent, lors de la sélection des matériaux, il est conseillé de prêter attention aux caractéristiques des matériaux et de tirer pleinement parti de leurs avantages pour répondre aux fonctions des pièces. Les aciers à outils tels que H11 (SKD61) D2 (SKD-11) ont une dureté de surface élevée et une résistance à cœur élevée.
Rôle : Augmenter la résistance à l'usure, la dureté de surface, la limite de fatigue et la résistance à la corrosion des pièces en acier.
