Permukaan akhir baja paduan berubah secara signifikan setelah nitridasi karena pembentukan lapisan keras dan tahan aus pada permukaan. Berikut adalah perubahan dan karakteristik utama permukaan akhir pasca nitridasi:
Peningkatan Ketahanan Aus: Pembentukan lapisan nitridasi keras pada permukaan baja sangat meningkatkan ketahanan ausnya. Lapisan ini bertindak sebagai penghalang pelindung terhadap keausan mekanis, mengurangi kehilangan material selama kontak gesekan. Peningkatan ketahanan aus lapisan nitridasi sangat bermanfaat untuk komponen di lingkungan dengan tingkat keausan tinggi, seperti bantalan, bagian katup, dan sekrup ekstrusi. Permukaan nitridasi mengurangi frekuensi perawatan dan penggantian, sehingga menurunkan biaya operasional dan meningkatkan efisiensi mesin.
Kekasaran Permukaan: Nitridasi dapat menyebabkan sedikit peningkatan kekasaran permukaan karena pembentukan nitrida. Permukaan akhir awal baja paduan memainkan peran penting dalam menentukan kekasaran akhir pasca nitridasi. Permukaan yang dikerjakan dengan mesin halus atau dipoles cenderung menghasilkan hasil akhir yang lebih halus, sedangkan permukaan yang lebih kasar mungkin mengalami peningkatan kekasaran yang lebih nyata. Perubahan kekasaran ini dapat diminimalkan dengan mengontrol parameter proses nitridasi dan menggunakan teknik finishing pasca nitridasi, seperti pemolesan atau penggilingan, untuk mencapai tekstur permukaan yang diinginkan. Mempertahankan permukaan akhir yang halus sangat penting untuk aplikasi yang memerlukan gesekan rendah dan presisi tinggi.
Perubahan Warna: Permukaan baja paduan nitridasi biasanya menunjukkan perubahan warna, mulai dari abu-abu tua hingga hitam. Perubahan warna ini diakibatkan oleh terbentuknya besi nitrida di permukaan. Permukaan yang gelap merupakan indikator visual keberhasilan proses nitridasi dan juga dapat memberikan ketahanan terhadap korosi pada tingkat tertentu. Perubahan warna yang seragam meningkatkan daya tarik estetika komponen dan berfungsi sebagai penanda kontrol kualitas untuk perlakuan nitridasi yang konsisten di seluruh batch.
Struktur Permukaan: Nitridasi menciptakan struktur permukaan kompleks yang ditandai dengan terbentuknya lapisan majemuk, juga dikenal sebagai lapisan putih, di permukaan atas. Lapisan senyawa ini terdiri dari besi nitrida, terutama ε-Fe2-3N dan γ'-Fe4N, yang berkontribusi terhadap peningkatan kekerasan dan ketahanan aus. Di bawah lapisan senyawa terdapat zona difusi, tempat atom nitrogen telah menembus matriks baja, sehingga meningkatkan sifat mekaniknya. Lapisan majemuk biasanya sangat tipis (beberapa mikrometer) namun memainkan peran penting dalam melindungi material di bawahnya dari keausan dan kelelahan. Pelapisan terstruktur ini meningkatkan kinerja keseluruhan dan umur panjang komponen.
Ketahanan Korosi: Proses nitridasi dapat meningkatkan ketahanan korosi baja paduan dengan membentuk lapisan pelindung nitrida di permukaan. Nitrida ini bertindak sebagai penghalang, mencegah masuknya zat korosif dan mengurangi laju oksidasi dan pembentukan karat. Peningkatan ketahanan terhadap korosi ini sangat bermanfaat untuk komponen yang terkena lingkungan keras, seperti peralatan pemrosesan kimia, aplikasi kelautan, dan suku cadang otomotif. Ketahanan terhadap korosi yang ditingkatkan memperpanjang masa pakai komponen dan mengurangi kebutuhan akan perawatan yang sering atau pelapisan pelindung.
Integritas Permukaan: Nitridasi meningkatkan integritas permukaan keseluruhan baja paduan dengan menginduksi tegangan sisa tekan pada lapisan permukaan. Tegangan tekan ini melawan tegangan tarik yang dapat menyebabkan permulaan dan perambatan retak, sehingga meningkatkan ketahanan lelah komponen. Integritas permukaan yang ditingkatkan memastikan bahwa komponen nitridasi dapat menahan pembebanan siklik dan memperpanjang umur operasionalnya dalam aplikasi yang menuntut. Lapisan nitridasi juga memberikan ketahanan yang lebih baik terhadap benturan dan siklus termal, sehingga cocok untuk lingkungan yang dinamis dan bersuhu tinggi.
Batang persegi baja tahan karat
