Nitrürleme

Nitrürleme, çeliğin yüzeyine azot atomlarının difüzyon yoluyla nüfuz ettirilmesiyle yapılan bir yüzey sertleştirme işlemidir.

Sementasyondan farklı olarak nitrürleme, çeliği östenit bölgesine çıkarmaz ve işlem sonrasında su verme gerektirmez, bu da onu özellikle distorsiyon (çarpılma) toleransının düşük olduğu hassas parçalar için avantajlı kılar.

Nitrürleme, tipik olarak 500°C – 580°C gibi nispeten düşük bir sıcaklıkta, genellikle amonyak gazının (NH₃) parça yüzeyinde ayrışması ve açığa çıkan atomik azotun malzeme içine difüze olmasıyla gerçekleştirilir. Bu sıcaklık aralığı ferritik bölgede kaldığından, parça malzemesinde faz dönüşümü ve buna bağlı hacim değişimi yaşanmaz. Sonuç olarak nitrürlenmiş parçalarda distorsiyon, sementasyona kıyasla belirgin şekilde daha azdır.

Sertlik artışı, azotun demir ve alaşım elementleriyle (özellikle krom, alüminyum, molibden) oluşturduğu sert nitrür bileşiklerinin yüzeyde ve yüzeye yakın bölgede çökelmesinden kaynaklanır. Bu nedenle nitrürleme, alüminyum, krom veya vanadyum içeren özel alaşımlı "nitrasyon çelikleri" ile en yüksek verimi verir.

Nitrürlenmiş bir yüzeyde tipik olarak iki bölge oluşur:

- Beyaz tabaka: Yüzeyin en dışında oluşan, sert ama gevrek demir nitrürlerden oluşan ince tabaka.
- Difüzyon bölgesi: Beyaz tabakanın altında, azotun ve alaşım nitrürlerinin matris içine dağıldığı, yorulma dayanımını artıran bölge