Nitrurazione
Descrizione della nitrurazione
Nei trattamenti termochimici di diffusione due o più elementi chimici in grado di dare soluzioni solide possono unirsi tra loro per formare una lega.
Lo spessore di lega che si forma è piccolo e l'operazione serve a impartire al metallo particolari proprietà superficiali quali durezza, resistenza all'usura, resistenza all'ossidazione a caldo, aumento del limite di fatica pratico, ecc.
Che cos'è la nitrurazione?
La nitrurazione è un trattamento termochimico di diffusione grazie al quale si ha la formazione di una lega ferro-azoto di grande durezza; è questo un procedimento d'indurimento superficiale analogo alla cementazione, ma prodotto dall'assorbimento dell'azoto, che si esegue su acciai bonificati di composizione opportuna. Con la nitrurazione si ha il vantaggio rispetto alla cementazione di avere una durezza superficiale più elevata; viceversa, lo strato nitrurato è molto più sottile e il ciclo di lavorazione più lungo e costoso.
Meccanismo della nitrurazione
Senza entrare in dettagli sul delicato e complesso meccanismo della nitrurazione, è opportuno ricordare che si opera in ambiente di ammoniaca parzialmente dissociata, a circa 500 °C; in tali condizioni, l'azoto, proveniente dalla dissociazione dell'ammoniaca, reagisce con l'acciaio diffondendo in esso.
Si ottiene così, dopo un conveniente numero di ore (mediamente 50) uno strato superficiale di qualche decimo di millimetro di spessore, e di durezza intorno alle 1000 unità Vickers, nel quale la struttura microscopica rivela la presenza di nitruri.
I migliori risultati si ottengono, sia dal punto di vista della durezza sia da quello dell'aderenza dello strato nitrurato alla massa sottostante, con acciai aventi in lega determinati quantitativi di elementi speciali quali ad esempio alluminio e cromo; inoltre, una piccola percentuale di molibdeno è indispensabile per ovviare alla fragilità di rinvenimento, data la temperatura del trattamento di nitrurazione.
Albero motore in acciaio nitrurato.
La nitrurazione si può effettuare anche immergendo i pezzi per 2 o 3 ore in opportuni bagni di sali mantenuti alla temperatura di circa 550 °C; in tal caso, pur essendo la penetrazione dell'azoto molto inferiore e non conferendo il trattamento elevata durezza, si determina pur sempre un aumento del limite di fatica e un rimarchevole effetto antiusura (processo di nitrurazione morbida).
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