فولاد نیتریده یکی از انواع فولادهایی است که کاربردهای زیادی دارد و معمولا نیز افراد زیادی در حوزه های مختلف از آن استفاده می کنند. برای آن که فولادهای نیتریده را بهتر بشناسید، این مطلب را آماده کرده ایم تا شما نیز درک بیشتری از این مسئله پیدا کنید.
فولاد نیتریده، فولادهایی هستند که سطح آنها با نیتروژن اتمی غنی شده است. این کار باعث افزایش سختی، مقاومت به سایش و خوردگی فولاد می شود.
کاربردهای فولاد نیتریده
نیتروژن دهی فولاد، یک فرآیند ترموشیمیایی است که در دماهای پایین (زیر 600 درجه سانتیگراد) انجام می شود. در این فرآیند، فولاد در معرض اتم های نیتروژن قرار می گیرد و نیتروژن اتمی به صورت محلول در فولاد نفوذ می کند.
فولادهای نیتریده، در صنایع مختلفی مانند موارد زیر استفاده می شود.
- صنایع خودروسازی برای ساخت قطعات موتور، گیربکس و شاسی
- صنایع نفت و گاز برای ساخت قطعات تجهیزات حفاری و تولید
- صنایع غذایی برای ساخت قطعات تجهیزات تولید و بسته بندی
- صنایع داروسازی برای ساخت تجهیزات آزمایشگاهی و تولید
انواع فولاد نیتریده
فولادهای نیتریده، بر اساس نوع فولاد پایه، به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
- فولادهای کربنی نیتریده: فولادهای کربنی نیتریده، از فولادهای کربنی با درصد کربن متوسط ساخته می شوند. این فولادها، دارای استحکام و سختی نسبتاً بالایی هستند.
- فولادهای آلیاژی نیتریده: فولادهای آلیاژی نیتریده، از فولادهای آلیاژی با درصد عناصر آلیاژی مانند آلومینیوم، وانادیم، کروم و مولیبدن ساخته می شوند. این فولادها، دارای سختی و مقاومت به سایش بسیار بالایی هستند.
خواص فولاد نیتریده
فولادهای نیتریده، دارای خواص زیر هستند:
- سختی بالا: فولادهای نیتریده، دارای سختی بسیار بالایی هستند. این سختی، باعث افزایش مقاومت به سایش فولاد می شود.
- مقاومت به خوردگی بالا: فولادهای نیتریده، دارای مقاومت به خوردگی بالایی هستند. این مقاومت، باعث افزایش عمر مفید فولاد می شود.
- استحکام بالا: فولادهای نیتریده، دارای استحکام بالایی هستند. این استحکام، باعث افزایش مقاومت فولاد در برابر بارهای وارده می شود.
فولادهای نیتریده، فولادهایی هستند که سطح آنها با نیتروژن اتمی غنی شده است. این کار باعث افزایش سختی، مقاومت به سایش و خوردگی فولاد می شود. فولادهای نیتریده، در صنایع مختلفی مانند صنایع خودروسازی، نفت و گاز، غذایی و داروسازی استفاده می شوند.
مزایا و معایب فولاد نیتریده
فولادهای نیتریده، دارای مزایای زیر هستند:
- افزایش سختی و مقاومت به سایش: فولادهای نیتریده، دارای سختی بسیار بالایی هستند. این سختی، باعث افزایش مقاومت به سایش فولاد می شود. سایش، یکی از عوامل اصلی خرابی قطعات فلزی است. فولادهای نیتریده، با افزایش سختی خود، مقاومت به سایش خود را افزایش می دهند و عمر مفید قطعات فلزی را افزایش می دهند.
- افزایش مقاومت به خوردگی: فولادهای نیتریده، دارای مقاومت به خوردگی بالایی هستند. این مقاومت، باعث افزایش عمر مفید فولاد می شود. خوردگی، یکی دیگر از عوامل اصلی خرابی قطعات فلزی است. فولادهای نیتریده، با افزایش مقاومت به خوردگی خود، عمر مفید قطعات فلزی را افزایش می دهند.
- افزایش استحکام: فولادهای نیتریده، دارای استحکام بالایی هستند. این استحکام، باعث افزایش مقاومت فولاد در برابر بارهای وارده می شود. فولادهای نیتریده، در کاربردهایی که قطعات فلزی تحت بارهای سنگین قرار می گیرند، مانند قطعات موتور و گیربکس خودروها، کاربرد دارند.
فولادهای نیتریده، دارای معایب زیر هستند:
- افزایش هزینه: فولادهای نیتریده، نسبت به فولادهای معمولی، گران تر هستند. این هزینه، به دلیل فرآیند تولید فولادهای نیتریده است که پیچیده تر و زمان برتر است.
- افزایش سختی سطحی: فولادهای نیتریده، دارای سختی سطحی بسیار بالایی هستند. این سختی، باعث افزایش مقاومت به سایش و خوردگی فولاد می شود، اما باعث کاهش قابلیت ماشین کاری فولاد می شود. برای ماشین کاری فولادهای نیتریده، باید از ابزارهای برشی خاص استفاده کرد.
فولادهای نیتریده، مزایای زیادی دارند که باعث افزایش عمر مفید قطعات فلزی می شوند. با این حال، این فولادها دارای معایبی نیز هستند که باید در نظر گرفته شوند.
نحوه تولید فولاد نیتریده
تولید فولاد نیتریده، یک فرآیند ترموشیمیایی است که در دماهای پایین (زیر 600 درجه سانتیگراد) انجام می شود. در این فرآیند، فولاد در معرض اتم های نیتروژن قرار می گیرد و نیتروژن اتمی به صورت محلول در فولاد نفوذ می کند.
فرآیند تولید فولاد نیتریده، به دو مرحله کلی تقسیم می شود:
- مرحله آماده سازی: در این مرحله، سطح فولاد باید برای نفوذ نیتروژن آماده شود. این کار با استفاده از عملیاتی مانند سنگ زنی، پولیش و آبکاری انجام می شود.
- مرحله نیتریده: در این مرحله، فولاد در معرض اتم های نیتروژن قرار می گیرد. این کار می تواند با استفاده از روش های مختلفی مانند نیتریده گازی، نیتریده پلاسما و نیتریده الکتریکی انجام شود.
- نیتریده گازی
در روش نیتریده گازی، فولاد در معرض اتم های نیتروژن قرار می گیرد که در یک گاز بی اثر، مانند آرگون، حمل می شوند. این روش، ساده ترین و کم هزینه ترین روش تولید فولاد نیتریده است.
- نیتریده پلاسما
در روش نیتریده پلاسما، فولاد در معرض پلاسمای نیتروژن قرار می گیرد. پلاسما، حالت چهارم ماده است که از اتم ها و یون ها تشکیل شده است. این روش، سرعت نفوذ نیتروژن را افزایش می دهد و باعث می شود که فولاد نیتریده شده دارای عمق نفوذ نیتروژن بیشتری باشد.
- نیتریده الکتریکی
در روش نیتریده الکتریکی، فولاد در یک محلول نیتروژن مذاب قرار می گیرد. این روش، پیچیده ترین و زمان برتر روش تولید فولاد نیتریده است، اما باعث می شود که فولاد نیتریده شده دارای خواص مکانیکی بهتری باشد.
عوامل موثر بر تولید فولاد نیتریده
عوامل زیر بر تولید فولاد نیتریده موثر هستند:
- نوع فولاد: نوع فولاد، بر میزان نفوذ نیتروژن و خواص فولاد نیتریده شده تاثیر می گذارد. فولادهای آلیاژی، دارای نفوذ نیتروژن بیشتر و خواص مکانیکی بهتری هستند.
- دما: دمای نیتریده، بر میزان نفوذ نیتروژن و خواص فولاد نیتریده شده تاثیر می گذارد. دمای بالاتر، باعث افزایش نفوذ نیتروژن می شود، اما باعث کاهش خواص مکانیکی فولاد نیتریده شده می شود.
- زمان: زمان نیتریده، بر میزان نفوذ نیتروژن و خواص فولاد نیتریده شده تاثیر می گذارد. زمان بیشتر، باعث افزایش نفوذ نیتروژن می شود، اما باعث افزایش هزینه تولید فولاد نیتریده می شود.
- اتمسفر نیتریده: اتمسفر نیتریده، بر میزان نفوذ نیتروژن و خواص فولاد نیتریده شده تاثیر می گذارد. اتمسفر غنی از نیتروژن، باعث افزایش نفوذ نیتروژن می شود.
کلام پایانی
فولاد نیتریده سبب می شود تا طول عمر قطعات فلزی بسیار افزایش پیدا کند. همین نکته می تواند در نهایت باعث شود تا سازه هایی که از قطعات فلزی با نیتریده تولید شده اند، کارایی های بهتر و بیشتری داشته باشند. معمولا فولادهای نیتریده را می توانید به شکل های مختلفی تولید کنید. در زمان خرید قطعات و سازه های فلزی حتما به این موضوع توجه کنید و قطعات مورد نیاز خودتان را از فروشگاه هایی خریداری کنید که بیشترین کیفیت و مناسب ترین قیمت ها را دارند.
