Gaz nitrasyon azot ve sert nitrür çökeltilerinin çözünmesine yardımcı olarak aşınma dayanımını artırmak için kullanılan bir ısıl işlem yöntemidir. Nitrasyon ısıl işlemi, yüzey işlem sürecini tanımlamak için kullanılır. Nitrasyon, ayrıca düşük sıcaklık altında yüzeyin sertleştirilmesi için tercih edilir.
Nitrasyon, çeliğe azot verme işlemi olarak tanımlanır. Bu işlem özellikle aşınma dayanımı gerektiren parçalar için elverişli bir ısıl işlem yöntemidir. Azot elementinin çelik yüzeyine difüzyonuyla birlikte malzeme yüzeyinde sert bir tabaka elde edilir. Nitrasyon işlemi 350-580 santigrat derece arası sıcaklıklarda azotun atomik kısmının ferrit gaza geçişidir.
Nitrasyon Nedir?
Nitrasyon ısıl işlemi gaz nitrürleme fırınlarında 480-540°C arasında gerçekleşen yüzey işlem sürecidir. Nitrasyon, ağırlıklı olarak alaşım açısından zengin çeliklere uygulanır. Her malzemenin nitrasyon kabiliyeti mevcuttur. Nitrasyon bazı çeliklerde korozyon ve yorulma direncini yükseltir. Bazı durumlarda da belli başlı çeliklerde dayanımın düştüğü görülebilir.
Nitrasyon genellikle sertleştirilen ve temperlenen Al, Cr ve Mo içeren özel çeliklere uygulanır. Parçalar azot içeren bir ortamda 520-580°C sıcaklıkta tavlanır. İşlem sıcaklığının düşük olduğu durumlarda çarpılma istemeyen hassas parçalar bu metotla sertleştirilir. Parçada elde edilecek olan sert tabaka kalınlığı ve sertlik değeri, işlem zamanı ve alaşım elementleriyle yakından alakalıdır.
Nitrasyon Nasıl Gerçekleşir?
Nitrasyon ısıl işlemine maruz kalan maddelerin yüzeyi üç bölümden oluşabilmektedir. En üstte azot içeriği en yüksek beyaz tabaka, onun alt bölümünde difüzyon tabakası ve en alt kısımda ise çekirdek bölgesi bulunur. Nitrürleme sırasında azotun çeliğe etki ettiği en üst yüzey tabakası azotun en yüksek miktarda bulunduğu bölgedir. Metalurjik mikroskopta nital ile dağlandığı durumda beyaz bir tabaka söz konusudur. Beyaz tabaka kırılgan ve gevrek yapıya sahiptir. Pek çok uygulamada sınırlandırılmak istenir.
İç kısımlarda ise azot yüzdesinde azalma mevcuttur. Mikroskop altında yer alan beyaz görüntü normal iğnesel nitrür görüntüsüne dönüşür. Çeliğin iç kısımlarında azotun erişemediği çekirdek bölgesine ulaşılır. Çekirdek bölgesiyle difüzyon tabakası arasında bir geçiş bölgesi söz konusudur.
Nitrasyon işlemi esnasında östenit, martenzit ve ferrit dönüşümlerin meydana gelmesi mümkün değildir. Bu işlem için ayrıca şok soğutma ve su verme işlemi de gerekmez.