Belangrijkste verschil - Carbureren versus nitreren

Warmtebehandeling is het gebruik van warmte om de eigenschappen van een materiaal te wijzigen, vooral in de metallurgie. Warmtebehandeling gebeurt door middel van verwarming en koeling van stoffen. Het wordt gebruikt om een ​​of meer chemische en fysische eigenschappen te wijzigen om gewenste eigenschappen te verkrijgen, zoals verhoogde sterkte, verhoogde hardheid, weerstand tegen schokken, verzachting en verhoogde ductiliteit. Er zijn vier hoofdtypen warmtebehandelingsmethoden: gloeien, ontlaten, harden en normaliseren. Verharding is het proces waarbij de hardheid van een metaal wordt verhoogd. Er zijn twee hoofdtypen hardingsprocessen, zoals het harden van het oppervlak en het harden van het oppervlak. Oppervlakteverharding kan worden uitgevoerd in twee processen die bekend staan ​​als differentiële oppervlakteharding en differentiële metaalstructuurharding. Carbureren en nitreren zijn de twee technieken die worden gebruikt in het proces van differentiële metaalstructuurharding. Het belangrijkste verschil tussen carboneren en nitreren is dat: bij carbureren wordt koolstof naar het staaloppervlak verspreid, terwijl bij het nitreerproces stikstof naar het staaloppervlak wordt verspreid.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is carboneren? - Definitie, verschillende typen 2. Wat is nitreren? – Definitie, verbetering van eigenschappen 3. Wat is het verschil tussen carboneren en nitreren? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: gloeien, carboneren, case-harden, gascarbureren, harden, vloeibaar carboneren, metallurgie, nitreren, pack-carbureren, oppervlakteharden, temperen, vacuümcarboneren

Wat is carboneren?

Bij carbureren wordt de metaallegering enkele uren op hoge temperatuur in een koolstofhoudende omgeving geplaatst. De temperatuur moet hoger zijn dan de bovenste transformatietemperatuur van het metaal (kritische temperatuur). Vervolgens wordt koolstof uit de koolstofhoudende omgeving in het staal geabsorbeerd en langzaam in de oppervlaktelagen verspreid.

De koolstofhoudende omgeving kan houtskool of koolmonoxide zijn. Het doel van carboneren is om het oppervlak van het staal hard en slijtvast te maken. Deze techniek wordt voornamelijk gebruikt voor zacht koolstofstaal. Langere carboneertijden vergroten de diepte van de koolstofcoating. Bij deze methode wordt het oppervlak echter harder terwijl de kern zacht blijft.

Er zijn vier hoofdvormen van carboneren als volgt.

Pack Carbureren

Hier worden componenten verpakt in een omgeving met een hoog koolstofgehalte. Componenten worden verhit onder vorming van koolmonoxide (een reductiemiddel). De reductie door koolmonoxide vindt plaats op het staaloppervlak met het vrijkomen van koolstof die door hoge temperaturen in het oppervlak wordt verspreid. Dan wordt deze koolstof uitgehard.

Gascarbureren

Hier wordt koolmonoxide aan de verwarmde oven toegevoerd. De rest van het proces is vergelijkbaar met dat van gascarbureren.

Vacuüm carbureren

Dit proces omvat het carboneren van staal in een zuurstofvrije, lage druk. Omdat het systeem zuurstofvrij is, kan de temperatuur aanzienlijk worden verhoogd zonder enige oppervlakte-oxidatie. Hogere temperaturen verhogen de koolstofdiffusiesnelheden en daarmee de verharding.

Vloeibare carbonering

Hier wordt het staal ondergedompeld in een omgeving van vloeibaar gemaakt koolstof. Koolstofdiffusie is efficiënter in deze methode.

Wat is nitreren?

Nitreren is een warmtebehandelingsproces waarbij stikstof in het oppervlak van een metaal diffundeert om een ​​gehard oppervlak te creëren. Bij het nitreren wordt gebruik gemaakt van stikstof en warmte. Dit wordt meestal gebruikt voor brandstofinjectiepompen. Bij deze methode wordt stikstof verspreid naar het staaloppervlak in plaats van koolstof. Nitreren kan bij lagere temperaturen dan carbureren.

Figuur 1: Een geautomatiseerde warmtenitrerende behandelingsoven

De diffusie van stikstofgas vindt normaal gesproken plaats bij lage temperaturen en verharding vindt plaats zonder afschrikken. Alleen het oppervlak wordt uitgehard, de kern blijft hetzelfde. Wanneer een staal een nitreerproces heeft ondergaan, heeft het een uitstekende slijtvastheid. Ook de corrosieweerstand wordt verbeterd. Bovendien wordt de vermoeiingslevensduur van staal verbeterd. Vermoeidheidseigenschap is het vermogen van staal om een ​​spanning te weerstaan ​​zonder breuk.

Verschil tussen carboneren en nitreren

Definitie

Carbureren: Carbureren is een warmtebehandelingsproces dat koolstof in het oppervlak van een metaal verspreidt om een ​​gehard oppervlak te creëren.

nitreren: Nitreren is een warmtebehandelingsproces waarbij stikstof in het oppervlak van een metaal diffundeert om een ​​gehard oppervlak te creëren.

Componenten

Carbureren: Carbureren maakt gebruik van een koolstofhoudende omgeving.

nitreren: Bij nitreren wordt stikstof gebruikt in plaats van koolstof.

Temperatuur

Carbureren: Carbureren gebeurt bij zeer hoge temperaturen.

nitreren: Nitreren kan bij lage temperaturen.

Diffusie

Carbureren: Bij carbureren wordt koolstof verspreid op het oppervlak van de metaallegering.

nitreren: Bij nitreren wordt stikstof verspreid op het oppervlak van de metaallegering.

Conclusie

Carbureren en nitreren zijn twee soorten oppervlaktehardingsprocessen die worden gebruikt om een ​​stalen oppervlak te harden terwijl de kern zacht blijft. Het belangrijkste verschil tussen carboneren en nitreren is dat bij carboneren koolstof wordt verspreid naar het staaloppervlak, terwijl stikstof bij het nitreren naar het staaloppervlak wordt verspreid.

Verwijzing:

1. "Carbureerproces en -technieken - Vier methoden om te carbureren." Brighthub Engineering, 25 mei 2011, Beschikbaar hier.2. “Wat is nitreren? – Definitie van Corrosionpedia.” Corrosionpedia, hier beschikbaar.3. "Nitreren." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 januari 2018, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Computerized Heat Treatment Furnance" door S zillayali - Eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia