窒化処理により棒鋼の表面硬度が向上し、衝撃荷重による塑性変形に対する耐性が高まります。硬化した窒化層は通常窒化鉄などの窒化物からなり、表面の摩耗や疲労に対する耐性が向上します。この向上した硬度により、スチールバーが強い衝撃力に耐えられるようになり、表面の亀裂、穴あき、または欠けの可能性が減少します。ただし、窒化プロセスが十分に深くない場合、特に棒鋼のバルク特性 (靭性や延性など) が適切に考慮されていない場合、コア材料は極端な衝撃荷重下で破損しやすい可能性があります。
窒化により、連続または繰り返し応力下での棒鋼の耐疲労性が大幅に向上します。このプロセスにより、表面に圧縮残留応力層が形成され、繰り返しの負荷による亀裂の発生と伝播を防止します。これは、シャフト、ギア、スプリングなど、鋼棒が一定の応力や振動にさらされる用途に特に有益です。窒化層が深くなるほど、材料は破損することなく長期にわたる継続的な応力に耐える能力が向上します。表面硬度と圧縮応力分布の組み合わせにより、疲労破壊のリスクが最小限に抑えられ、要求の厳しい用途において棒鋼の寿命が延びます。
衝撃条件と継続的な負荷条件の両方において、 窒化棒鋼 耐摩耗性の向上を実証します。窒化処理によって表面が硬化すると、鋼は摩擦、侵食、摩耗による表面劣化が起こりにくくなります。これは、鋼部品の摩耗率が高い圧延機、自動車部品、重機などの用途では特に重要です。窒化処理により、高負荷条件下でも材料の損失に耐える硬くて耐久性のある層が形成されるため、耐摩耗性が向上します。
高温で長時間負荷がかかる用途では、窒化により棒鋼の耐クリープ性が向上します。窒化により表面硬度が向上し、高温での長期応力下でも材料が変形しにくくなります。窒化は主に表層に影響を与えますが、クリープ変形が懸念される高温環境で使用される棒鋼の全体的な性能に有益な効果をもたらす可能性があります。
窒化によりさまざまな荷重条件下での性能が向上しますが、荷重中の温度変化に対する鋼の応答も重要です。窒化層により、棒鋼が大幅な劣化を引き起こすことなく高温に耐える能力が向上します。ただし、非常に高温では窒化物の微細構造が変化し、材料の強度や硬度に影響を与える可能性があります。深く窒化された棒鋼は、未処理または軽く窒化された棒鋼と比較して、高温でも優れた性能を維持できる可能性があります。
