Kekerasan permukaan Nitriding Alloy Steel adalah yang tertinggi di lapisan terluar karena pembentukan nitrida yang intens. Proses nitriding melibatkan difusi atom nitrogen ke dalam permukaan baja, yang bereaksi dengan besi atau elemen paduan lainnya untuk membentuk nitrida keras, seperti nitrida besi (Fe4n, Fe2-3N), kromium nitrida, atau aluminium nitrida. Senyawa ini secara signifikan meningkatkan kekerasan permukaan, mencapai nilai setinggi HV 1000-1200 atau bahkan lebih tinggi. Lapisan yang dikeraskan ini membuat bahan ini sangat tahan terhadap keausan, abrasi, dan kelelahan permukaan, membuatnya ideal untuk aplikasi kinerja tinggi di industri seperti otomotif, kedirgantaraan, dan perkakas. Manfaat utama dari kekerasan permukaan yang tinggi ini adalah peningkatan kemampuan material untuk menahan kerusakan permukaan, mempertahankan fungsionalitas dan estetika dalam kondisi yang keras.
Proses nitriding menghasilkan gradien kekerasan bertahap dari permukaan ke inti baja. Ketika nitrogen berdifusi ke dalam baja, konsentrasi nitrogen berkurang dengan kedalaman, menghasilkan kepadatan nitrida yang semakin rendah lebih jauh di bawah permukaan. Hal ini menyebabkan kekerasan menurun secara bertahap dari lapisan nitriding luar ke dalam baja yang mendasarinya. Kekerasan di dekat permukaan bisa setinggi HV 1000-1200, sementara di beberapa mikron di bawah permukaan, kekerasan turun menjadi sekitar HV 600-800. Saat Anda melanjutkan lebih dalam ke lapisan nitrided, itu menjadi lebih lembut, dengan nilai -nilai kekerasan menurun lebih lanjut. Gradien dalam kekerasan memastikan bahwa baja mempertahankan inti tangguh yang dapat menahan tekanan mekanis sambil memberikan eksterior yang keras untuk menahan keausan dan kelelahan. Gradien kekerasan ini dapat direkayasa berdasarkan kebutuhan aplikasi, menawarkan keseimbangan optimal antara daya tahan permukaan dan ketangguhan internal.
Di bawah permukaan nitrided, kekerasan inti dari material sebagian besar tetap tidak terpengaruh oleh proses nitriding. Inti dari bahan, yang merupakan sebagian besar baja, mempertahankan kekerasan aslinya dan sifat mekanik sebagaimana ditentukan oleh paduan baja dasar. Untuk baja paduan nitrid, kekerasan inti tetap dalam kisaran HV 300-450, tergantung pada komposisi paduan, riwayat perlakuan panas, dan struktur metalurgi keseluruhan. Sementara nitriding secara signifikan meningkatkan sifat permukaan, inti memberikan keuletan yang diperlukan, resistensi dampak, dan ketangguhan yang melindungi bagian dari kegagalan bencana. Inti yang lebih lembut memungkinkan komponen untuk menyerap kekuatan dampak tanpa retak atau menjadi rapuh, berkontribusi pada kinerja material secara keseluruhan dalam menuntut aplikasi di mana ketangguhan dan kekerasan diperlukan.
Pengaruh parameter proses: Beberapa parameter nitriding, termasuk waktu, suhu, dan konsentrasi nitrogen, memainkan peran penting dalam menentukan kedalaman lapisan nitrided dan profil kekerasan yang dihasilkan. Waktu nitriding yang lebih lama dan suhu yang lebih tinggi memungkinkan nitrogen untuk menyebar lebih dalam ke dalam baja, menghasilkan lapisan nitrided yang lebih tebal dengan kekerasan permukaan yang lebih tinggi. Sebaliknya, waktu nitriding yang lebih pendek atau suhu yang lebih rendah dapat menghasilkan lapisan nitrided yang lebih tipis dengan kekerasan permukaan yang kurang jelas. Konsentrasi nitrogen di atmosfer nitriding juga mempengaruhi ketebalan lapisan yang dikeraskan. Misalnya, konsentrasi nitrogen yang lebih tinggi umumnya mengarah ke lapisan nitrided yang lebih dalam dan lebih keras. Kontrol atas parameter ini memungkinkan para insinyur untuk menyesuaikan kedalaman dan kekerasan lapisan nitrided agar sesuai dengan persyaratan aplikasi tertentu, menyeimbangkan ketahanan aus dan ketangguhan inti.
Efek kedalaman lapisan pada kinerja: Kedalaman lapisan nitrided secara signifikan mempengaruhi karakteristik kinerja material. Lapisan nitrided yang lebih dangkal sangat ideal untuk aplikasi di mana bagian tersebut terkena abrasi cahaya atau keausan permukaan. Jenis perawatan ini menawarkan resistensi keausan yang sangat baik sambil mempertahankan inti yang sulit untuk integritas struktural secara keseluruhan. Lapisan nitrided yang lebih dalam, di sisi lain, lebih cocok untuk komponen yang terpapar keausan parah, kelelahan, atau pemuatan berdampak tinggi, karena memberikan perlindungan yang lebih substansial dan masa pakai layanan yang lebih lama. Kekerasan yang bervariasi di seluruh lapisan nitrided memastikan bahwa bagian tersebut dapat menahan tingkat tegangan permukaan yang tinggi sambil menghindari kegagalan bencana karena kerapuhan.
