Nitruración
gaseosa de aceros y fundiciones
Los aceros después de haber sido procesados térmicamente
adquieren cualidades ventajosas para su utilización en los
distintos campos de la industria. Un buen tratamiento térmico
tiene por finalidad proporcionarle las mejores características
mecánicas a los aceros.
La nitruración es uno de esos procedimientos y su forma mas
eficaz es el tratamiento gaseoso.
Mediante el tratamiento a una temperatura uniforme de 500 c en todo
el contenido del horno y con la presencia de una exacta disociación
de amoniaco, esos aceros adquieren capas superficiales de dureza
elevada y excelente tenacidad en sus núcleos. No requieren
otro procedimiento térmico posterior como sucede con los
aceros Cementados, los que necesitan ser templados y revenidos,
lo cual disminuye considerablemente las deformaciones y permite
entonces el proceso en piezas terminadas.
En la NITRURACION el agente de penetración
es el nitrógeno, así como en la cementación
lo es el carbono. Fundamentalmente, el nitrógeno atómico
es el agente en la nitruración gaseosa. El nitrógeno
que se emplea en el proceso proviene del amoniaco que, al ponerse
a elevada temperatura en contacto con el acero caliente que actúa
como un verdadero agente catalizador, se disocia en nitrógeno
e hidrogeno atómicos. Una pequeña proporción
del nitrógeno reacciona en el acero, el resto se transforma
rápidamente en nitrógeno molecular inerte. También,
en los primeros momentos el hidrogeno se encuentra en estado atómico,
pasando prontamente al estado molecular.
El mecanismo de la NITRURACION GASEOSA difiere
de la cementación. En estas se emplean temperaturas elevadas
para facilitar la solubilidad del carbono en la austenita, y la
nitruración se efectúa a una temperatura de unos 500
°C, inferior a la autectoide (590°C) en la que el porcentaje
de nitrógeno que se puede disolver en el acero es muy pequeño.
No se emplean temperaturas más elevadas porque, aunque de
esa forma la penetración del nitrógeno seria más
fácil y rápida, se obtendría capas nitruradas
muy frágiles sin utilidad práctica para la industria.
La difusión del nitrógeno hacia el interior se efectúa
mas difícilmente en los aceros aleados que en los aceros
ordinarios al carbono, pero solo en los primeros se producen capas
superficiales de gran dureza y bien adheridas, debido a que los
elementos aleados favorecen la formación de Nitruros en las
capas periféricas, sean estos de aluminio, cromo, molibdeno,
vanadio etc.
Se emplea para la NITRURACION una fundición
especial, que permite obtener una estructura fina y homogénea
y una capa nitrurada no frágil, de dureza y espesor constante.
Se aplica a esta fundición un tratamiento térmico
previo mediante temple y revenido que da lugar a la estructura sorbitica,
que conviene particularmente para el logro de una capa nitrurada
muy dura y tenaz. Estas fundiciones destinadas a la nitruración
son igualmente de cromo aluminio y sus características mecánicas
son muy superiores a las de las fundiciones ordinarias.-
Cuando la NITRURACION se realiza a temperatura
conveniente (500°c), los micros constituyentes de la capa exterior
son muy difíciles de observar. La penetración del
nitrógeno es lenta y con 60 horas de nitruración solo
se puede conseguir una capa dura de 0.6 mm de profundidad, siendo
aconsejable para una mayor penetración –que oscila
desde los 0.7 mm hasta 1 mm de profundidad- el proceso de 72 a 90
horas.
La causa directa del aumento de dureza y resistencia a la fatiga
de la capa nitrurada es que los Nitruros que se forman en el proceso
originan una fuerte deformación de la red cristalina del
acero en su zona periférica.
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