Overflatefinishen til legert stål endres betydelig etter nitrering på grunn av dannelsen av et hardt, slitesterkt lag på overflaten. Her er de viktigste endringene og egenskapene til overflatefinishen etter nitrering:
Forbedret slitestyrke: Dannelsen av et hardt nitrert lag på ståloverflaten øker slitestyrken betraktelig. Dette laget fungerer som en beskyttende barriere mot mekanisk slitasje, og reduserer materialtapet ved friksjonskontakt. Det nitrerte lagets forbedrede slitestyrke er spesielt gunstig for komponenter i miljøer med høy slitasje, som lagre, ventildeler og ekstruderingsskruer. Den nitrerte overflaten reduserer hyppigheten av vedlikehold og utskifting, noe som fører til lavere driftskostnader og forbedret effektivitet i maskineri.
Overflateruhet: Nitrering kan forårsake en liten økning i overflateruhet på grunn av dannelse av nitrider. Den opprinnelige overflatefinishen til legert stål spiller en betydelig rolle i å bestemme den endelige ruheten etter nitrering. Fint maskinerte eller polerte overflater har en tendens til å opprettholde en jevnere finish, mens grovere overflater kan oppleve en mer merkbar økning i ruhet. Denne endringen i ruhet kan minimeres ved å kontrollere nitreringsprosessparametrene og bruke etternitreringsteknikker, som polering eller sliping, for å oppnå ønsket overflatetekstur. Å opprettholde en jevn overflatefinish er avgjørende for bruksområder der lav friksjon og høy presisjon kreves.
Fargeendring: Overflaten av nitrert legert stål viser vanligvis en fargeendring, som strekker seg fra mørkegrå til svart. Denne fargeendringen skyldes dannelsen av jernnitrider på overflaten. Den mørke overflaten er en visuell indikator på en vellykket nitreringsprosess og kan også gi en viss grad av korrosjonsbestandighet. Den ensartede fargeendringen forsterker den estetiske appellen til komponenten og fungerer som en kvalitetskontrollmarkør for konsekvent nitreringsbehandling på tvers av partier.
Overflatestruktur: Nitrering skaper en kompleks overflatestruktur preget av dannelsen av et sammensatt lag, også kjent som det hvite laget, på toppoverflaten. Dette sammensatte laget består av jernnitrider, primært ε-Fe2-3N og γ'-Fe4N, som bidrar til økt hardhet og slitestyrke. Under det sammensatte laget ligger diffusjonssonen, der nitrogenatomer har penetrert stålmatrisen, og forbedret dens mekaniske egenskaper. Det sammensatte laget er vanligvis veldig tynt (noen få mikrometer), men spiller en kritisk rolle for å beskytte det underliggende materialet mot slitasje og tretthet. Denne strukturerte lagdelingen forbedrer den generelle ytelsen og levetiden til komponenten.
Korrosjonsmotstand: Nitreringsprosessen kan forbedre korrosjonsmotstanden til legert stål ved å danne et beskyttende lag av nitrider på overflaten. Disse nitridene fungerer som en barriere, hindrer inntrengning av etsende midler og reduserer hastigheten på oksidasjon og rustdannelse. Denne forbedringen i korrosjonsmotstand er spesielt gunstig for komponenter som er utsatt for tøffe miljøer, som kjemisk prosessutstyr, marine applikasjoner og bildeler. Den forbedrede korrosjonsmotstanden forlenger levetiden til komponentene og reduserer behovet for hyppig vedlikehold eller beskyttende belegg.
Overflateintegritet: Nitrering forbedrer den generelle overflateintegriteten til legert stål ved å indusere gjenværende trykkspenninger i overflatelaget. Disse trykkspenningene motvirker strekkspenninger som kan føre til sprekkinitiering og forplantning, og øker dermed utmattingsmotstanden til komponenten. Forbedret overflateintegritet sikrer at nitrerte komponenter tåler syklisk belastning og forlenger deres driftslevetid i krevende bruksområder. Det nitrerte laget gir også bedre motstand mot støt og termisk sykling, noe som gjør det egnet for dynamiske og høytemperaturmiljøer.
