Verschil tussen carboneren en nitreren
Share
Belangrijkste verschil - cementeren versus nitreren
Warmtebehandeling is het gebruik van warmte om de eigenschappen van een materiaal te wijzigen, vooral in de metallurgie. Warmtebehandeling wordt gedaan 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 impact, verzachting en toename van ductiliteit. Er zijn vier hoofdtypen warmtebehandelingsmethoden zoals ontlaten, ontlaten, harden en normaliseren. Verharden is het proces waarbij de hardheid van een metaal wordt verhoogd. Er zijn twee hoofdtypen hardingsprocessen zoals harding van het materiaal en oppervlakteverharding. Oppervlakteharding 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 verharden van verschillende metaalstructuren. Het grootste verschil tussen carboneren en nitreren is dat bij het carboniseren diffundeert koolstof naar het staaloppervlak, terwijl bij het nitreerproces stikstof wordt verspreid naar het staaloppervlak.
Key Areas Covered
1. Wat is cementeren
- Definitie, verschillende typen
2. Wat is Nitriding
- Definitie, verbetering van eigenschappen
3. Wat is het verschil tussen carboneren en nitreren
- Vergelijking van belangrijke verschillen
Kernbegrippen: gloeien, cementeren, verharden van de behuizing, gascarbureren, verharden, vloeibaar cementeren, metallurgie, nitreren, verpakken, verpakken, oppervlakteharden, temperen, vacuümverzinken
Wat is cementeren
Bij het carboniseren wordt de metaallegering enkele uren op een 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 het koolstofhoudende milieu in staal geabsorbeerd en langzaam in de oppervlaktelagen gediffundeerd.
De koolstofhoudende omgeving kan houtskool of koolmonoxide zijn. Het doel van het cementeren is om het oppervlak van het staal hard en slijtvast te maken. Deze techniek wordt voornamelijk gebruikt voor koolstofarme staalsoorten. Langere carboneringstijden verhogen 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 carboneren
Hier zijn componenten verpakt in een omgeving met een hoog koolstofgehalte. Componenten worden verwarmd met de productie van koolmonoxide (een reductiemiddel). De reductie door koolmonoxide vindt plaats op het staaloppervlak met de uitstoot van koolstof die door hoge temperaturen in het oppervlak wordt verspreid. Dan wordt deze koolstof verhard.
Gascarbureren
Hier wordt koolmonoxide aan de verwarmde oven toegevoerd. Rest van het proces is vergelijkbaar met dat van gascarburatie.
Vacuumcarburatie
Dit proces omvat het carboniseren van staal in een zuurstofvrije, lagedruk. Omdat het systeem zuurstofvrij is, kan de temperatuur aanzienlijk worden verhoogd zonder oxidatie van het oppervlak. Hogere temperaturen verhogen de koolstof-diffusiesnelheden en aldus neemt de verharding toe.
Vloeibare carbonering
Hier wordt het staal ondergedompeld in een omgeving met vloeibaar koolstof. Koolstofdiffusie is efficiënter in deze methode.
Wat is Nitriding
Nitreren is een warmtebehandelingsproces dat stikstof in het oppervlak van een metaal verspreidt om een verhard oppervlak te creëren. Het nitreerproces maakt gebruik van stikstof en warmte. Dit wordt meestal gebruikt voor brandstofinjectiepompen. Bij deze methode diffundeert stikstof naar het staaloppervlak in plaats van koolstof. Nitreren kan bij lagere temperaturen worden uitgevoerd dan tijdens het carboneren.
Figuur 1: Een gecomputeriseerde warmtemitrerende behandelingsoven
De diffusie van stikstofgas vindt normaal bij lage temperaturen plaats, en verharding treedt op zonder afschrikken. Alleen het oppervlak is gehard, de kern blijft hetzelfde. Wanneer een staal het nitrideproces heeft ondergaan, heeft het een uitstekende slijtvastheid. De corrosieweerstand is ook verbeterd. Bovendien is de levensduur van staal door vermoeiing verbeterd. Vermoeidheidseigenschap is het vermogen van staal om een spanning te weerstaan zonder breuk.
Verschil tussen carboneren en nitreren
Definitie
Carboniseren: Carbureren is een warmtebehandelingsproces dat koolstof in het oppervlak van een metaal verspreidt om een gehard oppervlak te creëren.
nitreren: Nitreren is een warmtebehandelingsproces dat stikstof in het oppervlak van een metaal verspreidt om een verhard oppervlak te creëren.
Components
Carboniseren: Carbureren maakt gebruik van een koolstofhoudende omgeving.
nitreren: Nitreren gebruikt stikstof in plaats van koolstof.
Temperatuur
Carboniseren: Carbureren gebeurt bij zeer hoge temperaturen.
nitreren: Nitreren kan bij lage temperaturen worden gedaan.
verspreiding
Carboniseren: Bij het carboniseren diffundeert koolstof op het oppervlak van de metaallegering.
nitreren: Bij Nitriding wordt stikstof verspreid op het oppervlak van de metaallegering.
Conclusie
Carbureren en Nitreren zijn twee soorten oppervlakteverhardingsprocessen die worden gebruikt om een staaloppervlak te verharden terwijl de kern zacht blijft. Het belangrijkste verschil tussen carboneren en nitreren is dat bij het carboniseren koolstof wordt verspreid naar het staaloppervlak, terwijl stikstof in het nitreerproces wordt gediffundeerd naar het staaloppervlak.
Referentie:
1. "Carburatieproces en -technieken - Vier methoden om te cementeren." Brighthub Engineering, 25 mei 2011, hier beschikbaar.
2. "Wat is nitreren? - Definitie van Corrosionpedia. "Corrosionpedia, hier beschikbaar.
3. "Nitriding." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 januari 2018, hier beschikbaar.
Afbeelding met dank aan:
1. "Geautomatiseerde warmtebehandeling Furnance" door S zillayali - Eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
