の表面の硬度 ニトリッド合金鋼 窒化物の激しい形成により、最も外側の層で最高です。ニトリッドプロセスには、窒素原子の鋼の表面への拡散が含まれます。これは、鉄または他の合金元素と反応して、亜窒化鉄（Fe4N、Fe2-3N）、窒化アルミニウムなどの硬い窒化物を形成します。これらの化合物は表面の硬度を大幅に増加させ、HV 1000-1200またはさらに高い値を達成します。この硬化層により、材料は摩耗、摩耗、表面疲労に非常に耐性があるため、自動車、航空宇宙、工具などの産業での高性能用途に最適です。この高い表面硬度の主な利点は、表面損傷に抵抗する材料の強化された能力であり、過酷な条件下で機能と美学を維持することです。
ニトリッドプロセスは、表面から鋼のコアに徐々に硬度勾配をもたらします。窒素が鋼に拡散すると、窒素の濃度は深さとともに減少し、表面のさらに下に窒化物の密度が徐々に低くなります。これにより、硬度が徐々に亜硝酸塩層から下にある鋼に徐々に低下します。表面近くの硬度はHV 1000-1200と同じくらい高くなりますが、表面下の数ミクロンでは、硬度はHV 600-800前後に低下します。窒化層の奥深くに続くと、さらに柔らかくなり、硬度値はさらに低下します。硬度の勾配は、鋼が摩耗や疲労に抵抗するために硬い外観を提供しながら、機械的応力に耐えることができる丈夫なコアを保持することを保証します。この硬度勾配は、アプリケーションのニーズに基づいて設計でき、表面の耐久性と内部靭性の間の最適なバランスを提供します。
亜透過表面の下で、材料の核心の硬度は、ニトリッドプロセスの影響をほとんど受けていません。鋼の大部分である材料の中核は、基本鋼合金によって決定されるように、元の硬度と機械的特性を保持します。ニトリッド合金鋼の場合、合金の組成、熱処理履歴、および全体的な冶金構造に応じて、コアの硬度はHV 300-450の範囲にとどまります。ニトリッドは表面特性を大幅に強化しますが、コアは、壊滅的な故障から部品を保護する必要な延性、耐衝撃性、および靭性を提供します。より柔らかいコアにより、コンポーネントはひび割れたり脆くなることなく衝撃力を吸収し、靭性と硬度の両方が必要な要求の要求のアプリケーションでの材料の全体的なパフォーマンスに貢献します。
プロセスパラメーターの影響：時間、温度、窒素濃度を含むいくつかのニトル化パラメーターは、窒化層の深さと結果として生じる硬度プロファイルを決定する上で重要な役割を果たします。より長い窒素時間とより高い温度により、窒素が鋼の中に深くびくびく拡散することで、表面硬度が高い厚い亜硝酸塩が生じます。逆に、より短い窒化時間または低温の場合、表面硬度が低い薄い窒化層が生じる可能性があります。窒素濃度の窒素濃度は、硬化層の厚さにも影響します。たとえば、より高い窒素濃度は一般に、より深く硬い窒化層につながります。これらのパラメーターを制御することで、エンジニアは、特定のアプリケーション要件に合わせて、摩耗抵抗とコアの靭性のバランスをとるために、窒化した層の深さと硬度を調整できます。
パフォーマンスに対する層の深さの影響：窒化された層の深さは、材料のパフォーマンス特性に大きく影響します。浅い亜透析層は、部品が軽い摩耗または表面摩耗にさらされるアプリケーションに最適です。このタイプの治療は、全体的な構造的完全性のために厳しいコアを維持しながら、優れた耐摩耗性を提供します。一方、より深い窒化層は、より大きな保護とより長いサービス寿命を提供するため、深刻な摩耗、疲労、または衝撃的な負荷にさらされるコンポーネントにより適しています。亜透過層全体での硬度は、部品が壊滅的な壊滅的な故障を避けながら、高いレベルの表面応力に耐えることができることを保証します。
