Nitriitimine

Nitriitimine on terase pinna rikastamine lämmastikuga. Protsessi eesmärk on saada suure kõvaduse ja kulumiskindlusega pinnakiht. Nitriitimisel suureneb ka pinna väsimustugevus ja korrosioonikindlus.

Nitriitimisprotsess seisneb detaili kauaaegsel (kuni 60 tundi) kuumutamisel ammoniaagis kõrgel temperatuuril. Selleks kasutatakse terasmuhvleid, millest läbi lastakse ammoniaak. Temperatuuril 500–600 °C ammoniaak dissotsieerub, seejuures moodustub vesinik ja atomaarne lämmastik

NH₃ = 3H+N.

Lämmastiku aatomid difundeeruvad α-raua kristallvõrre, moodustades selle raua nitriidid. Suure kõvaduse annavad terasele legeerelementide kroomi, molübdeeni ja alumiiniumi nitriidid. Nitriiditud terase kõvadus Vickersi skaala järgi ulatub kuni 1200 HV, samas kui tsementiiditud terase kõvadus ei ületa 900 HV.

Nitriitimiseks kasutatakse kesksüsinikusisaldusega legeerteraseid kroomiga, alumiiniumiga ja molübdeeniga (vene terased 38Х2МЮА, 35ХМА, 38Х2Ю), sobivad ka mõned sarnased stantsiterased (3Х2В8, 5ХНМ).

Tavaliselt nitriiditakse pärast detaili lõplikku mehaanilist ja termilist töötlemist-karastamist kõrgnoolutusega. Selle tulemusena saab detail suure tugevuse ja sitkusega sorbiitse struktuuri, mis säilib ka pärast nitriitimist. Südamiku suur tugevus tagab selle, et kõva ja habras pealiskiht ei vaju kõrgel koormusel sisse. Kõva nitriiditud pind ei vaja järgnevat karastamist nagu tsementiitimisel – see on nitriitimise eelis tsementiitimisega võrreldes.

Nitriiditud kihi paksus on tavaliselt 0,2–0,3 mm. Madala temperatuuri (500–600 °C) tõttu on lämmastiku difusiooni temperatuur tunduvalt madalam (alla 0,01 mm/tunnis) kui süsiniku difusioon tsementiitimisel. Seetõttu on ka nitriitimise kestus pikem, kuni 60 tundi.

Eelised (võrreldes tsementiitimisega)

Eelisteks on suur pinnakõvadus ja kulumiskindlus, need omadused säilivad ka kuumutusel kuni 500 °C. Pinnakihis on suured survepinged, mis soodustavad detaili väsimustugevust. Pärast nitriitimist ei ole vaja karastamist, mis vähendab võimalike karastusdefektide ilmumist. Nitriiditud pind on korrosioonikindel.

Puudused (võrreldes tsementiitimisega)

Peamiseks puuduseks nitriitimisel on protsessi pikk kestus ja (erinevalt tsementiitimisest) kasutatavate legeerteraste kallidus. Samuti on nitriitimine ammoniaagi kasutamise tõttu keskkonnaohtlik, kuna ammoniaak on inimesele väga mürgine. Seepärast kasutatakse nitriitimist ainult selliste vastutusrikaste, raskkoormatud detailide valmistamiseks, mille puhul on nõutav pinna kõrget kvaliteet.