HDTV zařízení pro kalení oceli. Povrchové kalení

Indukční ohřev nastává v důsledku umístění obrobku v blízkosti vodiče střídavého elektrického proudu, který se nazývá induktor. Při průchodu vysokofrekvenčního proudu (HFC) induktorem vzniká elektromagnetické pole a pokud se v tomto poli nachází kovový výrobek, pak se v něm vybudí elektromotorická síla, která způsobí průchod střídavého proudu téhož frekvence jako indukčního proudu procházejícího výrobkem.

Tím se vyvolá tepelný efekt, který způsobí zahřátí produktu. Tepelný výkon P uvolněný ve vyhřívané části se bude rovnat:

kde K je koeficient závislý na konfiguraci produktu a velikosti mezery vytvořené mezi povrchy produktu a induktorem; Iin - síla proudu; f je aktuální frekvence (Hz); r - měrný elektrický odpor (Ohm cm); m je magnetická permeabilita (G/E) oceli.

Proces indukčního ohřevu je výrazně ovlivněn fyzikálním jevem zvaným povrchový (skin) efekt: proud se indukuje převážně v povrchových vrstvách a při vysokých frekvencích je hustota proudu v jádru součásti nízká. Hloubka vyhřívané vrstvy se odhaduje podle vzorce:

Zvýšení frekvence proudu umožňuje soustředit značné množství výkonu do malého objemu ohřívané části. Díky tomu je realizován vysokorychlostní (až 500 C/sec) ohřev.

Parametry indukčního ohřevu

Indukční ohřev je charakterizován třemi parametry: hustotou výkonu, dobou ohřevu a proudovou frekvencí. Měrný výkon je výkon přeměněný na teplo na 1 cm2 povrchu ohřívaného kovu (kW / cm2). Rychlost ohřevu produktu závisí na hodnotě měrného výkonu: čím větší je, tím rychleji se ohřev provádí.

Doba ohřevu určuje celkové množství přenesené tepelné energie a podle toho i dosaženou teplotu. Je také důležité vzít v úvahu frekvenci proudu, protože na tom závisí hloubka vytvrzené vrstvy. Frekvence proudu a hloubka vyhřívané vrstvy jsou v opačné závislosti (druhý vzorec). Čím vyšší frekvence, tím menší je zahřátý objem kovu. Volbou hodnoty měrného výkonu, délky ohřevu a aktuální frekvence je možné měnit konečné parametry indukčního ohřevu v širokém rozsahu - tvrdost a hloubku kalené vrstvy při kalení nebo ohřátý objem při ohřevu. pro ražení.

V praxi jsou řízenými parametry ohřevu elektrické parametry generátoru proudu (výkon, proud, napětí) a doba ohřevu. Pomocí pyrometrů lze zaznamenávat i teplotu ohřevu kovu. Častěji však není potřeba konstantní regulace teploty, protože je zvolen optimální režim ohřevu, který zajišťuje konstantní kvalitu kalení nebo ohřevu HDTV. Optimální režim kalení se volí změnou elektrických parametrů. Tímto způsobem je vytvrzeno několik dílů. Dále jsou díly podrobeny laboratorní analýze se stanovením tvrdosti, mikrostruktury, rozložení vytvrzené vrstvy do hloubky a roviny. Při podohřevu je ve struktuře podeutektoidních ocelí pozorován zbytkový ferit; přehřátím vzniká hrubý jehličkovitý martenzit. Známky sňatku při ohřevu HFC jsou stejné jako u klasických technologií tepelného zpracování.

Při povrchovém kalení vysokofrekvenčním proudem se provádí ohřev na vyšší teplotu než při klasickém hromadném kalení. To je způsobeno dvěma důvody. Za prvé, při velmi vysoké rychlosti ohřevu se zvyšují teploty kritických bodů, při kterých se perlit přeměňuje na austenit, a za druhé musí být tato přeměna dokončena ve velmi krátké době ohřevu a výdrže.

I přesto, že ohřev při vysokofrekvenčním kalení probíhá na vyšší teplotu než při běžném kalení, nedochází k přehřívání kovu. Je to dáno tím, že zrno v oceli prostě nestihne vyrůst ve velmi krátkém časovém úseku. Zároveň je třeba také poznamenat, že ve srovnání s objemovým kalením je tvrdost po vysokofrekvenčním kalení vyšší o cca 2-3 jednotky HRC. To zajišťuje vyšší odolnost proti opotřebení a tvrdost povrchu součásti.

Výhody kalení vysokofrekvenčními proudy

vysoký procesní výkon
snadné nastavení tloušťky vytvrzené vrstvy
minimální pokřivení
téměř úplná absence vodního kamene
plnou automatizaci celého procesu
možnost umístění kalírny do proudu obrábění.

Nejčastěji se vysokofrekvenční povrchové kalení aplikuje na díly z uhlíkové oceli s obsahem 0,4-0,5% C. Tyto oceli po kalení mají povrchovou tvrdost HRC 55-60. Při vyšším obsahu uhlíku hrozí prasknutí vlivem náhlého ochlazení. Spolu s uhlíkem se používají také nízkolegované chromové, chromniklové, chromkřemíkové a další oceli.

Zařízení pro provádění indukčního kalení (HDTV)

Indukční kalení vyžaduje speciální technologické vybavení, které zahrnuje tři hlavní součásti: zdroj energie - generátor vysokofrekvenčního proudu, induktor a zařízení pro pohyblivé části stroje.

Generátor vysokofrekvenčního proudu je elektrický stroj, který se liší fyzikálními principy generování elektrického proudu v nich.

Elektronická zařízení pracující na principu elektronek přeměňujících stejnosměrný proud na střídavý proud zvýšené frekvence - elektronkové generátory.
Elektrostrojní zařízení pracující na principu indukce elektrického proudu ve vodiči, pohybující se v magnetickém poli, převádějící třífázový proud průmyslové frekvence na střídavý proud zvýšené frekvence - strojní generátory.
Polovodičová zařízení pracující na principu tyristorových zařízení přeměňujících stejnosměrný proud na střídavý proud zvýšené frekvence - tyristorové měniče (statické generátory).

Generátory všech typů se liší frekvencí a výkonem generovaného proudu

Typy generátorů Výkon, kW Frekvence, kHz Účinnost

Lampa 10 - 160 70 - 400 0,5 - 0,7

Stroj 50 - 2500 2,5 - 10 0,7 - 0,8

Tyristor 160 - 800 1 - 4 0,90 - 0,95

Povrchové kalení malých dílů (jehly, kontakty, hroty pružin) se provádí pomocí mikroindukčních generátorů. Jimi generovaná frekvence dosahuje 50 MHz, doba ohřevu pro kalení je 0,01-0,001 s.

HDTV metody kalení

Podle výkonu ohřevu se rozlišuje indukční kontinuálně-sekvenční kalení a simultánní kalení.

Kontinuální sekvenční kalení používá se pro dlouhé díly konstantního průřezu (hřídele, nápravy, rovné plochy dlouhých výrobků). Ohřívaná část se pohybuje v induktoru. Úsek součásti, který se nachází v určitém okamžiku v zóně vlivu induktoru, se zahřeje na kalicí teplotu. Na výstupu z induktoru sekce vstupuje do chladicí zóny postřikovače. Nevýhodou tohoto způsobu ohřevu je nízká produktivita procesu. Pro zvýšení tloušťky lepené vrstvy je nutné prodloužit dobu ohřevu snížením rychlosti pohybu dílu v induktoru. Současné vytvrzování zahrnuje současné zahřívání celého kaleného povrchu.

Samovolný účinek po vytvrzení

Po dokončení ohřevu se povrch ochladí sprchou nebo proudem vody přímo v induktoru nebo v samostatném chladicím zařízení. Takové chlazení umožňuje kalení libovolné konfigurace. Dávkováním chlazení a změnou doby jeho trvání je možné realizovat efekt samovolného temperování v oceli. Tento efekt spočívá v odvodu tepla nahromaděného při ohřevu v jádru dílu na povrch. Jinými slovy, když povrchová vrstva vychladne a projde martenzitickou přeměnou, určité množství tepelné energie je stále uloženo v podpovrchové vrstvě, jejíž teplota může dosáhnout nízké teploty popouštění. Po zastavení chlazení se tato energie přenese na povrch vlivem rozdílu teplot. Není tedy potřeba dalších operací temperování oceli.

Návrh a výroba induktorů pro HDTV kalení

Induktor je vyroben z měděných trubek, kterými během procesu ohřevu prochází voda. Tím se zabrání přehřátí a vyhoření tlumivek během provozu. Vyrábějí se také induktory, které jsou kompatibilní s vytvrzovacím zařízením - rozprašovačem: na vnitřním povrchu takových induktorů jsou otvory, kterými chladivo vstupuje do vyhřívané části.

Pro rovnoměrný ohřev je nutné vyrobit induktor tak, aby vzdálenost od induktoru ke všem bodům na povrchu výrobku byla stejná. Obvykle je tato vzdálenost 1,5-3 mm. Při kalení výrobku jednoduchého tvaru je tato podmínka snadno splněna. Pro rovnoměrné vytvrzení se musí součást v induktoru pohybovat a (nebo) otáčet. Toho je dosaženo použitím speciálních zařízení - center nebo kalících stolů.

Vývoj konstrukce induktoru zahrnuje především definici jeho tvaru. Zároveň jsou odpuzovány od tvaru a rozměrů kaleného výrobku a způsobu kalení. Kromě toho se při výrobě induktorů bere v úvahu charakter pohybu součásti vzhledem k induktoru. Zohledněna je také hospodárnost a topný výkon.

Chlazení dílů lze použít ve třech verzích: vodní stříkání, proudění vody, ponoření dílu do zhášecího média. Sprchové chlazení lze provádět jak v rozprašovacích induktorech, tak ve speciálních kalicích komorách. Průtokové chlazení umožňuje vytvořit přetlak v řádu 1 atm, což přispívá k rovnoměrnějšímu chlazení součásti. Pro zajištění intenzivního a rovnoměrného chlazení je nutné, aby se voda po chlazeném povrchu pohybovala rychlostí 5-30 m/sec.

Vysokofrekvenční proudy jsou schopny se ideálně vyrovnat s řadou procesů tepelného zpracování kovů. Instalace HDTV je ideální pro kalení. K dnešnímu dni neexistuje zařízení, které by mohlo za stejných podmínek konkurovat indukčnímu ohřevu. Výrobci začali věnovat více a více pozornosti indukčním zařízením, získávali je pro zpracování produktů a tavení kovu.

Jaká je dobrá instalace HDTV pro kalení

Instalace HDTV je unikátní zařízení schopné zpracovat kov ve vysoké kvalitě v krátkém čase. Pro provedení každé funkce byste měli vybrat konkrétní instalaci, například pro kalení je nejlepší zakoupit hotový HDTV kalící komplex, ve kterém je již vše navrženo pro pohodlné kalení.
Instalace HDTV má široký seznam výhod, ale nebudeme zvažovat vše, ale zaměříme se na ty, které jsou speciálně vhodné pro zpevnění HDTV.

Instalace HDTV se během krátké doby zahřeje a začne rychle zpracovávat kov. Při použití indukčního ohřevu není třeba trávit další čas meziohřevem, protože zařízení okamžitě začne zpracovávat kov.
Indukční ohřev nevyžaduje další technické prostředky, jako je použití hasícího oleje. Výrobek je vysoce kvalitní a počet výrobních vad je výrazně snížen.
Instalace HDTV je pro zaměstnance podniku zcela bezpečná a také se snadno ovládá. Pro provoz a programování zařízení není třeba najímat vysoce kvalifikovaný personál.
Vysokofrekvenční proudy umožňují hlubší kalení, protože teplo pod vlivem elektromagnetického pole je schopno proniknout do dané hloubky.

Instalace HDTV má obrovský seznam výhod, které lze vyjmenovat na dlouhou dobu. Pomocí HDTV vytápění pro kalení výrazně snížíte náklady na energii a také získáte příležitost zvýšit úroveň produktivity podniku.

Instalace HDTV - princip fungování pro kalení

Instalace HDTV funguje na principu indukčního ohřevu. Jako základ tohoto principu byl vzat Joule-Lenzův a Faraday-Maxwellův zákon o přeměně elektrické energie.
Generátor dodává elektrickou energii, která prochází induktorem a přeměňuje se na silné elektromagnetické pole. Vířivé proudy vytvořeného pole začnou působit a pronikající do kovu se přeměňují na tepelnou energii a začínají zpracovávat produkt.

Kalení ocelí vysokofrekvenčními proudy (HF) je jednou z nejběžnějších metod povrchového tepelného zpracování, která umožňuje zvýšit tvrdost povrchu obrobků. Používá se pro díly z uhlíkových a konstrukčních ocelí nebo litiny. Indukční kalení HFC je jednou z nejekonomičtějších a technologicky nejpokročilejších metod kalení. Umožňuje kalit celý povrch součásti nebo její jednotlivé prvky nebo zóny, které jsou vystaveny hlavnímu zatížení.

V tomto případě zůstávají pod vytvrzeným pevným vnějším povrchem obrobku nevytvrzené viskózní vrstvy kovu. Taková struktura snižuje křehkost, zvyšuje životnost a spolehlivost celého výrobku a také snižuje spotřebu energie na ohřev celého dílu.

Technologie vysokofrekvenčního kalení

Povrchové kalení HFC je proces tepelného zpracování pro zlepšení pevnostních charakteristik a tvrdosti obrobku.

Hlavními fázemi povrchového kalení HDTV jsou indukční ohřev na vysokou teplotu, udržení na ní a rychlé ochlazení. Ohřev během kalení HDTV se provádí pomocí speciální indukční jednotky. Chlazení se provádí v lázni s chladicí kapalinou (voda, olej nebo emulze) nebo nástřikem na díl ze speciálních sprchových instalací.

Volba teploty

Pro správný průchod kalícího procesu je velmi důležitý správný výběr teploty, která závisí na použitém materiálu.

Podle obsahu uhlíku se oceli dělí na hypoeutektoidní – méně než 0,8 % a hypereutektoidní – více než 0,8 %. Ocel s uhlíkem menším než 0,4 % není kalena kvůli výsledné nízké tvrdosti. Hypoeutektoidní oceli se zahřívají mírně nad teplotu fázové přeměny perlitu a feritu na austenit. K tomu dochází v rozmezí 800-850 °C. Poté se obrobek rychle ochladí. Při prudkém ochlazení se austenit přemění na martenzit, který má vysokou tvrdost a pevnost. Krátká doba výdrže umožňuje získat jemnozrnný austenit a jemně jehličkovitý martenzit, zrna nestihnou růst a zůstávají malá. Tato ocelová konstrukce má vysokou tvrdost a zároveň nízkou křehkost.

Hypereutektoidní oceli se zahřívají o něco níže než hypoeutektoidní, na teplotu 750-800 ° C, to znamená, že se provádí neúplné kalení. Je to dáno tím, že při zahřátí na tuto teplotu kromě tvorby austenitu v tavenině kovu zůstává nerozpuštěné malé množství cementitu, který má vyšší tvrdost než martenzit. Po prudkém ochlazení se austenit přemění na martenzit, zatímco cementit zůstává ve formě malých vměstků. Také v této zóně uhlík, který se nestihl úplně rozpustit, tvoří pevné karbidy.

V přechodové zóně při kalení vysokofrekvenčním proudem je teplota blízká přechodové a vzniká austenit se zbytkovým feritem. Ale protože přechodová zóna neochlazuje tak rychle jako povrch, ale ochlazuje se pomalu, jako při normalizaci. Zároveň se v této zóně zlepšuje struktura, stává se jemnozrnnou a jednotnou.

Přehřívání povrchu obrobku podporuje růst krystalů austenitu, což má škodlivý vliv na křehkost. Nedostatečné zahřívání neumožňuje, aby zcela feriticko-perritická struktura přešla do austenitu a mohou se tvořit nezhášená místa.

Po ochlazení zůstávají na povrchu kovu vysoká tlaková napětí, která zvyšují provozní vlastnosti součásti. Musí být odstraněna vnitřní pnutí mezi povrchovou vrstvou a středem. To se provádí pomocí nízkoteplotního temperování - udržování na teplotě asi 200 ° C v peci. Aby se zabránilo vzniku mikrotrhlin na povrchu, je nutné minimalizovat dobu mezi kalením a temperováním.

Je také možné provést tzv. samotemperování - díl zchladit ne úplně, ale na teplotu 200 °C, přičemž jeho jádro zůstane teplé. Dále by měl díl pomalu chladnout. Tím dojde k vyrovnání vnitřních pnutí.

indukční závod

Indukční tepelná úprava HDTV je vysokofrekvenční generátor a induktor pro kalení HDTV. Část, která se má kalit, může být umístěna v induktoru nebo v jeho blízkosti. Induktor je vyroben ve formě cívky, na ní je navinuta měděná trubice. Může mít jakýkoli tvar v závislosti na tvaru a rozměrech součásti. Když induktorem prochází střídavý proud, objeví se v něm střídavé elektromagnetické pole, které prochází částí. Toto elektromagnetické pole indukuje vířivé proudy v obrobku, známé jako Foucaultovy proudy. Takové vířivé proudy procházející vrstvami kovu jej zahřívají na vysokou teplotu.

Charakteristickým rysem indukčního ohřevu pomocí HDTV je průchod vířivých proudů po povrchu ohřívaného dílu. Zahřívá se tedy pouze vnější vrstva kovu a čím vyšší je frekvence proudu, tím menší je hloubka ohřevu a tím i hloubka vytvrzení HDTV. To umožňuje vytvrdit pouze povrch obrobku, přičemž vnitřní vrstva zůstává měkká a viskózní, aby se zabránilo nadměrné křehkosti. Navíc je možné upravit hloubku kalené vrstvy změnou aktuálních parametrů.

Zvýšená frekvence proudu umožňuje koncentrovat velké množství tepla na malou plochu, což zvyšuje rychlost ohřevu na několik set stupňů za sekundu. Taková vysoká rychlost ohřevu přesune fázový přechod do zóny s vyšší teplotou. V tomto případě se tvrdost zvýší o 2-4 jednotky, až na 58-62 HRC, čehož nelze dosáhnout hromadným kalením.

Pro správný průběh procesu kalení HDTV je nutné zajistit zachování stejné vůle mezi induktorem a obrobkem po celé ploše kalení, je nutné vyloučit vzájemné dotyky. To je zajištěno pokud možno otáčením obrobku ve středech, což umožňuje zajistit rovnoměrný ohřev a v důsledku toho stejnou strukturu a tvrdost povrchu kaleného obrobku.

Induktor pro HDTV kalení má několik verzí:

jedno nebo víceotáčkové prstencové - pro ohřev vnějšího nebo vnitřního povrchu dílů ve formě rotačních těles - hřídele, kola nebo otvory v nich;
smyčka - pro ohřev pracovní roviny výrobku, například povrchu lože nebo pracovní hrany nástroje;
tvarované - pro ohřev součástí složitého nebo nepravidelného tvaru, například zubů ozubených kol.

V závislosti na tvaru, velikosti a hloubce vytvrzovací vrstvy se používají následující režimy vytvrzení HDTV:

simultánní - celý povrch obrobku nebo určitá zóna se ohřeje najednou, poté se také současně ochladí;
kontinuálně-sekvenční - jedna zóna dílu je ohřívána, poté, když je induktor nebo díl přemístěn, je ohřívána další zóna, zatímco předchozí je ochlazována.

Současné zahřívání HFC celého povrchu vyžaduje velký výkon, proto je výhodnější jej použít pro kalení malých dílů - válečků, pouzder, čepů, ale i prvků dílů - otvorů, hrdel atd. Po zahřátí se díl zcela spustí do nádrže s chladicí kapalinou nebo se nalije proudem vody.

Kontinuální sekvenční kalení vysokofrekvenčním proudem umožňuje kalení velkých dílů, například ozubených ráfků, protože tento proces ohřívá malou plochu součásti, což vyžaduje menší výkon vysokofrekvenčního generátoru.

Chlazení dílů

Chlazení je druhou důležitou fází procesu kalení, na jeho rychlosti a rovnoměrnosti závisí kvalita a tvrdost celého povrchu. Chlazení probíhá v chladicích nebo rozstřikovacích nádržích. Pro kvalitní vytvrzení je nutné udržovat stabilní teplotu chladicí kapaliny, aby nedošlo k jejímu přehřátí. Otvory v rozprašovači musí mít stejný průměr a rovnoměrně rozmístěné, aby bylo dosaženo stejné struktury kovu na povrchu.

Aby se zabránilo přehřátí induktoru během provozu, voda neustále cirkuluje měděnou trubkou. Některé induktory jsou vyráběny v kombinaci se systémem chlazení předvalků. V indukční trubici jsou vyříznuty otvory, kterými studená voda vstupuje do horké části a ochlazuje ji.

Výhody a nevýhody

Kalení dílů pomocí HDTV má výhody i nevýhody. Mezi výhody patří následující:

Po vytvrzení HFC si díl zachovává měkký střed, což výrazně zvyšuje jeho odolnost proti plastické deformaci.
Cenová výhodnost procesu kalení HDTV dílů je způsobena tím, že se zahřívá pouze povrch nebo zóna, kterou je třeba kalit, a nikoli celý díl.
Při sériové výrobě dílů je nutné proces nastavit a následně se bude automaticky opakovat, čímž je zajištěna požadovaná kvalita kalení.
Schopnost přesně vypočítat a upravit hloubku vytvrzené vrstvy.
Metoda kontinuálního sekvenčního kalení umožňuje použití zařízení s nízkým výkonem.
Krátká doba ohřevu a výdrže na vysoké teplotě přispívá k absenci oxidace, oduhličení horní vrstvy a tvorbě okují na povrchu součásti.
Rychlý ohřev a chlazení snižuje deformaci a vodítko, což snižuje přídavek na konečnou úpravu.

Ekonomicky je však možné používat indukční zařízení pouze v hromadné výrobě a pro jednotlivou výrobu je nákup nebo výroba induktoru nerentabilní. U některých tvarově složitých dílů je výroba indukční instalace velmi obtížná nebo nemožná pro získání stejnoměrné vytvrzené vrstvy. V takových případech se používají jiné typy povrchového kalení, například kalení plamenem nebo hromadné kalení.

Po dohodě je možné tepelné zpracování a kalení kovových a ocelových dílů o rozměrech větších než jsou v této tabulce.

Tepelné zpracování (tepelné zpracování oceli) kovů a slitin v Moskvě je službou, kterou poskytuje náš závod svým zákazníkům. Disponujeme veškerým potřebným vybavením, za kterým pracují kvalifikovaní specialisté. Veškeré zakázky vyřizujeme kvalitně a včas. Přijímáme a plníme také objednávky na tepelné zpracování ocelí a HDTV, které k nám přicházejí z jiných regionů Ruska.

Hlavní druhy tepelného zpracování oceli

Žíhání prvního druhu:

Žíhání prvního druhu difúze (homogenizace) - Rychlý ohřev na t 1423 K, dlouhá expozice a následné pomalé ochlazování. Vyrovnání chemické heterogenity materiálu u velkých tvarových odlitků z legované oceli

Žíhání prvního druhu rekrystalizace - Zahřátí na teplotu 873-973 K, dlouhá expozice a následné pomalé chlazení. Po deformaci za studena dochází ke snížení tvrdosti a zvýšení tažnosti (zpracování je mezioperační)

Žíhání prvního druhu snižující pnutí - Zahřívání na teplotu 473-673 K a následné pomalé ochlazování. Dochází k odstranění zbytkových pnutí po odlévání, svařování, plastické deformaci nebo obrábění.

Žíhání druhého druhu:

Hotové je žíhání druhého druhu - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 20-30 K, udržení a následné ochlazení. Dochází ke snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti, odstranění vnitřních pnutí u podeutektoidních a eutektoidních ocelí před kalením (viz poznámka k tabulce)

Žíhání typu II je neúplné - Zahřátí na teplotu mezi body Ac1 a Ac3, expozice a následné ochlazení. Dochází ke snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti, odstranění vnitřních pnutí u hypereutektoidní oceli před kalením

Žíhání druhého druhu izotermické - Zahřívání na teplotu 30-50 K nad bodem Ac3 (u podeutektoidní oceli) nebo nad bodem Ac1 (pro nadeutektoidní ocel), expozice a následné stupňovité ochlazování. Zrychlené zpracování malých válcovaných výrobků nebo výkovků z legovaných a vysoce uhlíkových ocelí za účelem snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti, zmírnění vnitřního pnutí

Žíhání druhého druhu sféroidizace - Zahřátí na teplotu nad bod Ac1 o 10-25 K, expozice a následné postupné chlazení. Dochází ke snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti, odstranění vnitřních pnutí u nástrojové oceli před kalením, zvýšení tažnosti nízkolegovaných a středně uhlíkových ocelí před deformací za studena.

Žíhání světlem Druh II - Zahřátí v řízeném prostředí na teplotu nad bod Ac3 o 20-30 K, expozice a následné ochlazení v řízeném prostředí. Vyskytuje se Ochrana povrchu oceli před oxidací a oduhličením

Žíhání druhého druhu Normalizace (normalizační žíhání) - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K, vystavení a následné ochlazení na nehybném vzduchu. Dochází ke korekci struktury ohřáté oceli, odstranění vnitřních pnutí v dílech z konstrukční oceli a zlepšení jejich obrobitelnosti, zvýšení hloubky prokalitelnosti nástroje. ocel před kalením

Kalení:

Plné kontinuální kalení - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K, udržení a následné rychlé ochlazení. Získání (v kombinaci s popouštěním) vysoké tvrdosti a odolnosti proti opotřebení dílů z podeutektoidních a eutektoidních ocelí

Neúplné vytvrzení - Zahřátí na teplotu mezi body Ac1 a Ac3, expozice a následné rychlé ochlazení. Získání (v kombinaci s popouštěním) vysoké tvrdosti a odolnosti proti opotřebení dílů z hypereutektoidní oceli

Přerušované kalení - Zahřátí na t nad bod Ac3 o 30-50 K (u podeutektoidních a eutektoidních ocelí) nebo mezi body Ac1 a Ac3 (u hypereutektoidní oceli), expozice a následné ochlazení ve vodě a poté v oleji. Dochází k poklesu zbytkových napětí a deformací u dílů vyrobených z vysokouhlíkové nástrojové oceli

Izotermické kalení - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K, udržení a následné ochlazení v roztavených solích a následně na vzduchu. Dosažení minimální deformace (deformace), zvýšení tažnosti, meze únosnosti a odolnosti v ohybu dílů vyrobených z legované nástrojové oceli

Krokové kalení - Stejné (od izotermického kalení se liší kratší dobou strávenou v chladícím médiu). Snížení pnutí, deformací a prevence praskání u malých nástrojů vyrobených z uhlíkové nástrojové oceli, stejně jako u větších nástrojů vyrobených z legovaných nástrojů a rychlořezné oceli

Povrchové kalení - Zahřátí elektrickým proudem nebo plynovým plamenem povrchové vrstvy výrobku do vytvrzení t s následným rychlým ochlazením zahřáté vrstvy. Dochází ke zvýšení povrchové tvrdosti do určité hloubky, odolnosti proti opotřebení a zvýšené odolnosti strojních součástí a nástrojů

Kalení se samovolným temperováním - Zahřátí na teplotu nad bodem Ac3 o 30-50 K, udržení a následné neúplné ochlazení. Teplo zadržené uvnitř dílu zajišťuje temperování tvrzené vnější vrstvy

Kalení úpravou za studena - Hluboké ochlazení po kalení na teplotu 253-193 K. Dochází ke zvýšení tvrdosti a získání stabilních rozměrů dílů z vysoce legované oceli

Kalení s chlazením - Před ponořením do chladícího média se ohřáté díly na chvíli ochladí na vzduchu nebo se udrží v termostatu se sníženou t. Dochází ke snížení cyklu tepelného zpracování oceli (obvykle se používá po nauhličování).

Kalení světlem - Zahřátí v řízeném prostředí na teplotu nad bod Ac3 o 20-30 K, udržení a následné ochlazení v řízeném prostředí. Ochrana proti oxidaci a oduhličení složitých částí forem, zápustek a přípravků, které nejsou podrobeny broušení

Prázdninové minimum - Vytápění v rozmezí teplot 423-523 K a následné zrychlené chlazení. Dochází k odstranění vnitřních pnutí a snížení křehkosti řezných a měřicích nástrojů po povrchovém kalení; pro nauhličované díly po vytvrzení

Prázdninové médium - Ohřev v rozmezí t = 623-773 K a následné pomalé nebo zrychlené chlazení. Dochází ke zvýšení meze pružnosti pružin, pružin a dalších elastických prvků

Holiday high - Topení v teplotním rozmezí 773-953 K a následné pomalé nebo rychlé chlazení. Zajištění vysoké tažnosti dílů vyrobených z konstrukční oceli zpravidla s tepelným vylepšením

Tepelné zlepšení - Kalení a následné vysoké popouštění. Dochází k úplnému odstranění zbytkových pnutí. Poskytování kombinace vysoké pevnosti a tažnosti při konečném tepelném zpracování konstrukčních ocelových dílů pracujících při rázovém a vibračním zatížení

Termomechanické zpracování - Zahřívání, rychlé ochlazení až na 673-773 K, vícenásobná plastická deformace, kalení a popouštění. Poskytování válcovaných výrobků a částí jednoduchého tvaru, které nejsou podrobeny svařování, se zvýšenou pevností ve srovnání s pevností získanou konvenčním tepelným zpracováním

Stárnutí - Zahřívání a dlouhodobé udržování při zvýšených teplotách. Díly a nástroje jsou rozměrově stabilizované

Nauhličování - Nasycení povrchové vrstvy měkké oceli uhlíkem (nauhličování). Doprovázeno následným kalením s nízkým temperováním. Hloubka cementované vrstvy je 0,5-2 mm. Dává se produktu vysoké povrchové tvrdosti se zachováním viskózního jádra. Nauhličování se provádí na uhlíkových nebo legovaných ocelích s obsahem uhlíku: u malých a středních výrobků 0,08-0,15 %, u větších 0,15-0,5 %. Ozubená kola, pístní čepy atd. jsou nauhličovány.

Kyanování - Termochemické zpracování ocelových výrobků v roztoku kyanidových solí při teplotě 820. Povrchová vrstva oceli je nasycena uhlíkem a dusíkem (vrstva 0,15-0,3 mm). Takové výrobky se vyznačují vysokou odolností proti opotřebení a odolností proti nárazovému zatížení.

Nitridace (nitridace) - Nasycení povrchové vrstvy ocelových výrobků dusíkem do hloubky 0,2-0,3 mm. Vyskytuje se Poskytuje vysokou tvrdost povrchu, zvýšenou odolnost proti oděru a korozi. Měřidla, ozubená kola, čepy hřídele atd. jsou podrobeny nitridaci.

Úprava za studena - Chlazení po vytvrzení na teplotu pod nulou. U kalených ocelí dochází ke změně vnitřní struktury. Používá se pro nástrojové oceli, cementované výrobky, některé vysoce legované oceli.

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KOVŮ (HEAT TREATMENT), určitý časový cyklus ohřevu a ochlazování, kterému jsou vystaveny kovy, aby se změnily jejich fyzikální vlastnosti. Tepelné zpracování v obvyklém smyslu tohoto termínu se provádí při teplotách pod bodem tání. Procesy tavení a odlévání, které mají významný vliv na vlastnosti kovu, nejsou zahrnuty do tohoto konceptu. Změny fyzikálních vlastností způsobené tepelným zpracováním jsou způsobeny změnami vnitřní struktury a chemických vztahů vyskytujících se v pevném materiálu. Cykly tepelného zpracování jsou různé kombinace zahřívání, udržování na určité teplotě a rychlého nebo pomalého ochlazování, odpovídající strukturálním a chemickým změnám, které je třeba způsobit.

Struktura zrn kovů. Jakýkoli kov se obvykle skládá z mnoha krystalů (nazývaných zrna), které jsou ve vzájemném kontaktu, obvykle mikroskopické velikosti, ale někdy viditelné pouhým okem. Uvnitř každého zrna jsou atomy uspořádány tak, že tvoří pravidelnou trojrozměrnou geometrickou mřížku. Typ mřížky, nazývaný krystalová struktura, je charakteristickým znakem materiálu a může být určen rentgenovou difrakční analýzou. Správné uspořádání atomů je zachováno v celém zrnu, s výjimkou malých poruch, jako jsou jednotlivá místa mřížky, která se náhodou ukáže jako prázdná. Všechna zrna mají stejnou krystalickou strukturu, ale zpravidla jsou různě orientovaná v prostoru. Proto jsou atomy na hranici dvou zrn vždy méně uspořádané než uvnitř nich. To vysvětluje zejména skutečnost, že hranice zrn se snadněji leptají chemickými činidly. Na leštěném plochém kovovém povrchu ošetřeném vhodným leptadlem se obvykle odhalí zřetelný vzor hranic zrn. Fyzikální vlastnosti materiálu jsou určeny vlastnostmi jednotlivých zrn, jejich vzájemným působením a vlastnostmi hranic zrn. Vlastnosti kovového materiálu jsou vysoce závislé na velikosti, tvaru a orientaci zrn a cílem tepelného zpracování je tyto faktory kontrolovat.

Atomové procesy při tepelném zpracování. Jak teplota pevného krystalického materiálu stoupá, jeho atomy se snáze pohybují z jednoho místa krystalové mřížky na druhé. Právě na této difúzi atomů je založeno tepelné zpracování. Nejúčinnější mechanismus pohybu atomů v krystalové mřížce si lze představit jako pohyb prázdných míst mřížky, která jsou vždy přítomna v jakémkoli krystalu. Při zvýšených teplotách se vlivem zvýšení rychlosti difúze urychluje proces přechodu nerovnovážné struktury látky do rovnovážné. Teplota, při které se rychlost difúze znatelně zvyšuje, není stejná pro různé kovy. Obvykle je vyšší u kovů s vysokým bodem tání. U wolframu s teplotou tání 3387 C nedochází k rekrystalizaci ani při červeném žáru, zatímco tepelné zpracování hliníkových slitin tajících při nízkých teplotách lze v některých případech provádět při pokojové teplotě.

V mnoha případech tepelné zpracování zahrnuje velmi rychlé ochlazení, nazývané kalení, aby se zachovala struktura vytvořená při zvýšené teplotě. I když přísně vzato nelze takovou strukturu považovat za termodynamicky stabilní při pokojové teplotě, v praxi je díky nízké rychlosti difúze poměrně stabilní. Velmi mnoho užitečných slitin má podobnou "metastabilní" strukturu.

Změny způsobené tepelným zpracováním mohou být dvou hlavních typů. Za prvé, jak u čistých kovů, tak u slitin jsou možné změny, které ovlivňují pouze fyzikální strukturu. Mohou to být změny napjatosti materiálu, změny velikosti, tvaru, krystalové struktury a orientace jeho krystalových zrn. Za druhé, chemická struktura kovu se také může změnit. To může být vyjádřeno vyhlazením kompozičních nehomogenit a tvorbou precipitátů jiné fáze, v interakci s okolní atmosférou, vytvořených za účelem čištění kovu nebo jeho dosažení požadovaných povrchových vlastností. Změny obou typů mohou nastat současně.

Zbavte se stresu. Deformace za studena zvyšuje tvrdost a křehkost většiny kovů. Někdy je takové „pracovní otužování“ žádoucí. Neželezné kovy a jejich slitiny obvykle získávají určitý stupeň tvrdosti válcováním za studena. Měkké oceli se také často kalí tvářením za studena. Vysokouhlíkové oceli, které byly válcovány za studena nebo taženy za studena na zvýšenou pevnost požadovanou například pro výrobu pružin, jsou obvykle podrobeny žíhání uvolňujícímu pnutí, zahřáté na relativně nízkou teplotu, při které materiál zůstává téměř jako tvrdý jako dříve, ale zaniká v něm.nehomogenita rozložení vnitřních napětí. To snižuje tendenci k praskání, zejména v korozivním prostředí. K takovému odlehčení pnutí dochází zpravidla v důsledku místního plastického toku v materiálu, který nevede ke změnám celkové struktury.

Rekrystalizace. Při různých metodách tváření kovů je často nutné značně změnit tvar obrobku. Pokud musí být tvarování prováděno za studena (což je často diktováno praktickými úvahami), pak je nezbytné rozdělit proces do několika kroků, mezi nimiž je provádění rekrystalizace. Po první fázi deformace, kdy je materiál zpevněn do takové míry, že další deformace může vést k lomu, se obrobek zahřeje na teplotu nad teplotou žíhání pro uvolnění pnutí a nechá se rekrystalizovat. Díky rychlé difúzi při této teplotě vzniká vlivem atomového přeskupení zcela nová struktura. Uvnitř zrnité struktury deformovaného materiálu začnou růst nová zrna, která jej časem zcela nahradí. Nejprve se tvoří malá nová zrna v místech, kde je stará struktura nejvíce narušena, totiž na starých hranicích zrn. Při dalším žíhání se atomy deformované struktury přeskupí tak, že se také stanou součástí nových zrn, která rostou a nakonec pohltí celou starou strukturu. Obrobek si zachovává svůj původní tvar, ale nyní je vyroben z měkkého, nenamáhaného materiálu, který může být podroben novému cyklu deformace. Takový proces lze opakovat několikrát, vyžaduje-li to daný stupeň deformace.

Zpracování za studena je deformace při teplotě příliš nízké pro rekrystalizaci. U většiny kovů této definici odpovídá pokojová teplota. Pokud se deformace provádí při dostatečně vysoké teplotě, takže rekrystalizace má čas následovat deformaci materiálu, pak se takové zpracování nazývá horké. Dokud je teplota dostatečně vysoká, může se libovolně deformovat. Horký stav kovu je určen především tím, jak blízko je jeho teplota bodu tání. Vysoká kujnost olova znamená, že snadno rekrystalizuje, to znamená, že může být opracováno "za tepla" při pokojové teplotě.

Kontrola textury. Fyzikální vlastnosti zrna, obecně řečeno, nejsou stejné v různých směrech, protože každé zrno je jediný krystal s vlastní krystalickou strukturou. Vlastnosti vzorku kovu jsou výsledkem zprůměrování přes všechna zrna. V případě náhodné orientace zrn jsou obecné fyzikální vlastnosti ve všech směrech stejné. Pokud jsou naopak některé krystalové roviny nebo atomové řady většiny zrn rovnoběžné, pak se vlastnosti vzorku stanou "anizotropními", tj. závislými na směru. V tomto případě bude miska, získaná hlubokou extruzí z kulaté desky, mít na horním okraji "jazyky" nebo "hřebenatky", protože v některých směrech se materiál deformuje snadněji než v jiných. Při mechanickém tvarování je anizotropie fyzikálních vlastností zpravidla nežádoucí. Ale u listů magnetických materiálů pro transformátory a jiná zařízení je velmi žádoucí, aby směr snadné magnetizace, který je u monokrystalů určen krystalovou strukturou, se ve všech zrnech shodoval s daným směrem magnetického toku. Tedy "preferovaná orientace" (textura) může nebo nemusí být žádoucí, v závislosti na účelu materiálu. Obecně řečeno, jak materiál rekrystalizuje, jeho preferovaná orientace se mění. Povaha této orientace závisí na složení a čistotě materiálu, na druhu a stupni deformace za studena a také na délce a teplotě žíhání.

Kontrola velikosti zrna. Fyzikální vlastnosti vzorku kovu jsou do značné míry určeny průměrnou velikostí zrna. Nejlepší mechanické vlastnosti téměř vždy odpovídají jemnozrnné struktuře. Snížení velikosti zrn je často jedním z cílů tepelného zpracování (stejně jako tavení a odlévání). Se stoupající teplotou se difúze zrychluje, a proto se zvyšuje průměrná velikost zrna. Hranice zrn se posouvají tak, že větší zrna rostou na úkor menších, která nakonec zmizí. Proto se finální procesy zpracování za tepla obvykle provádějí při nejnižší možné teplotě, aby byly zrnitosti co nejmenší. Často je záměrně prováděno nízkoteplotní zpracování za tepla, hlavně za účelem snížení velikosti zrna, ačkoli stejného výsledku lze dosáhnout zpracováním za studena s následnou rekrystalizací.

Homogenizace. Výše uvedené procesy se vyskytují jak v čistých kovech, tak ve slitinách. Existuje však řada dalších procesů, které jsou možné pouze u kovových materiálů obsahujících dvě nebo více složek. Takže například při odlévání slitiny téměř jistě dojde k nehomogenitám v chemickém složení, které je dáno nerovnoměrným procesem tuhnutí. Ve vytvrzovací slitině není složení pevné fáze, která vzniká v každém daném okamžiku, stejné jako v kapalné fázi, která je s ní v rovnováze. V důsledku toho bude složení pevné látky, které se objevilo v počátečním okamžiku tuhnutí, jiné než na konci tuhnutí, což vede k prostorové nehomogenitě složení v mikroskopickém měřítku. Taková nehomogenita je eliminována jednoduchým ohřevem, zejména v kombinaci s mechanickou deformací.

Čištění. Ačkoli čistotu kovu určují především podmínky tavení a odlévání, čištění kovu se často dosahuje tepelným zpracováním v pevném stavu. Nečistoty obsažené v kovu reagují na jeho povrchu s atmosférou, ve které se zahřívá; tak atmosféra vodíku nebo jiného redukčního činidla může přeměnit významnou část oxidů na čistý kov. Hloubka takového čištění závisí na schopnosti nečistot difundovat z objemu na povrch, a proto je dána délkou a teplotou tepelného zpracování.

Oddělení sekundárních fází. Většina režimů tepelného zpracování slitin je založena na jednom důležitém efektu. Souvisí to s tím, že rozpustnost složek slitiny v pevném stavu závisí na teplotě. Na rozdíl od čistého kovu, ve kterém jsou všechny atomy stejné, jsou ve dvousložkovém, například pevném, roztoku atomy dvou různých typů, náhodně rozmístěné po uzlech krystalové mřížky. Pokud zvýšíte počet atomů druhé třídy, můžete dosáhnout stavu, kdy nemohou jednoduše nahradit atomy první třídy. Pokud množství druhé složky překročí tuto mez rozpustnosti v tuhém stavu, objeví se v rovnovážné struktuře slitiny inkluze druhé fáze, které se složením a strukturou liší od výchozích zrn a jsou mezi nimi obvykle rozptýleny ve formě jednotlivých částic. Takové částice druhé fáze mohou mít silný vliv na fyzikální vlastnosti materiálu v závislosti na jejich velikosti, tvaru a distribuci. Tyto faktory lze změnit tepelným zpracováním (tepelným zpracováním).

Tepelné zpracování - proces zpracování výrobků z kovů a slitin tepelnou expozicí za účelem změny jejich struktury a vlastností v daném směru. Tento efekt lze také kombinovat s chemickým, deformačním, magnetickým atp.

Historické pozadí tepelného zpracování.
Člověk již od pradávna využívá tepelné zpracování kovů. Již v eneolitu se pračlověk za použití kování původního zlata a mědi za studena setkal s fenoménem mechanického kalení, které znesnadňovalo výrobu výrobků s tenkými čepelemi a ostrými hroty, a aby obnovil plasticitu, musel kovář zahřívat za studena kovaná měď v ohništi. Nejstarší doklady o použití změkčovacího žíhání tvrzeného kovu pocházejí z konce 5. tisíciletí před naším letopočtem. E. Takové žíhání bylo první operací tepelného zpracování kovů v době jeho vzniku. Při výrobě zbraní a nástrojů ze železa získaného vyfukováním sýra zahříval kovář železný předvalek pro kování za tepla v peci na dřevěné uhlí. Současně bylo železo nauhličováno, to znamená, že došlo k cementaci, jedné z odrůd chemicko-tepelného zpracování. Chlazením výkovku z nauhličeného železa ve vodě objevil kovář prudké zvýšení jeho tvrdosti a zlepšení dalších vlastností. Kalení nauhličeného železa ve vodě se používalo od konce 2. do začátku 1. tisíciletí př. Kr. E. V Homérově „Odyssei“ (8-7 století př. n. l.) jsou takové řádky: „Jak kovář ponoří rozžhavenou sekeru nebo sekeru do studené vody a železo syčí klokotáním, silnější než železo, tvrdne v ohni a vodu." V 5. stol. před naším letopočtem E. Etruskové kalili bronzová zrcadla s vysokým obsahem cínu ve vodě (s největší pravděpodobností zlepšili lesk při leštění). Nauhličování železa v dřevěném uhlí nebo organické hmotě a kalení a temperování oceli se ve středověku hojně využívalo při výrobě nožů, mečů, pilníků a dalších nástrojů. Středověcí řemeslníci, kteří neznali podstatu vnitřních přeměn kovu, často připisovali získání vysokých vlastností při tepelném zpracování kovů projevu nadpřirozených sil. Do poloviny 19. stol. lidské znalosti o tepelném zpracování kovů byly souborem receptur vyvinutých na základě staletých zkušeností. Potřeby rozvoje techniky a na prvním místě rozvoje výroby ocelových děl vedly k přeměně tepelného zpracování kovů z umění na vědu. V polovině 19. století, kdy armáda usilovala o nahrazení bronzových a litinových kanónů výkonnějšími ocelovými, byl problém výroby hlavně děl vysoké a zaručené pevnosti mimořádně akutní. Přestože metalurgové znali receptury na tavení a odlévání oceli, hlavně často bez zjevné příčiny praskly. D.K. Černov v petrohradské ocelárně Obukhov, když pod mikroskopem studoval leptané řezy připravené z hlavně zbraní a pozoroval pod lupou strukturu lomů v místě prasknutí, dospěl k závěru, že ocel je tím pevnější, čím jemnější má strukturu. V roce 1868 Chernov objevil vnitřní strukturální transformace v chladící oceli, ke kterým dochází při určitých teplotách. které nazval kritické body a a b. Pokud je ocel zahřátá na teploty pod bodem a, nelze ji vytvrdit a pro získání jemnozrnné struktury je třeba ocel zahřát na teploty nad bodem b. Černovův objev kritických bodů strukturálních přeměn v oceli umožnil vědecky zdůvodnit volbu režimu tepelného zpracování pro získání potřebných vlastností ocelových výrobků.

V roce 1906 A. Wilm (Německo) pomocí duralu, který vynalezl, objevil stárnutí po kalení (viz Stárnutí kovů), nejdůležitější metodu pro tvrzení slitin na různých základech (hliník, měď, nikl, železo atd.) . Ve 30. letech. 20. století objevilo se termomechanické zpracování stárnoucích slitin mědi a v 50. letech termomechanické zpracování ocelí, které umožnilo výrazně zvýšit pevnost výrobků. Kombinované typy tepelného zpracování zahrnují termomagnetické zpracování, které umožňuje v důsledku ochlazování produktů v magnetickém poli zlepšit některé jejich magnetické vlastnosti.

Četné studie změn ve struktuře a vlastnostech kovů a slitin při tepelném působení vyústily v koherentní teorii tepelného zpracování kovů.

Klasifikace typů tepelného zpracování je založena na tom, k jakému typu strukturálních změn v kovu dochází během tepelné expozice. Tepelné zpracování kovů se dělí na samotné tepelné zpracování, které spočívá pouze v tepelném působení na kov, chemicko-tepelné zpracování, které kombinuje tepelné a chemické účinky, a termomechanické, které kombinuje tepelné účinky a plastickou deformaci. Tepelné zpracování aktuálně zahrnuje tyto druhy: žíhání 1. druhu, žíhání 2. druhu, kalení bez polymorfní přeměny as polymorfní přeměnou, stárnutí a popouštění.

Nitridace je sycení povrchu kovových dílů dusíkem za účelem zvýšení tvrdosti, odolnosti proti opotřebení, meze únavy a odolnosti proti korozi. Nitridace se aplikuje na ocel, titan, některé slitiny, nejčastěji legované oceli, zejména chrom-hliník, dále oceli obsahující vanad a molybden.
K nitridaci oceli dochází při t 500 650 C v prostředí amoniaku. Nad 400 C začíná disociace čpavku podle reakce NH3 ’ 3H + N. Vzniklý atomární dusík difunduje do kovu za vzniku dusíkatých fází. Při nitridační teplotě nižší než 591 C se nitridovaná vrstva skládá ze tří fází (obr.): µ nitrid Fe2N, ³ "nitrid Fe4N, ± dusíkatý ferit obsahující asi 0,01 % dusíku při pokojové teplotě. Při teplotě nitridace 600 650 C, více a ³-fáze, která se v důsledku pomalého ochlazování rozkládá při 591 C na eutektoid ± + ³ 1. Tvrdost nitridované vrstvy se zvyšuje na HV = 1200 (odpovídá 12 Gn/m2) a zůstává zachována opakovaný ohřev až na 500-600 C, který zajišťuje vysokou odolnost dílů proti opotřebení při zvýšených teplotách.Nitridační oceli výrazně převyšují odolnost proti opotřebení než kalené a kalené oceli.Nitridace je dlouhý proces, získání vrstvy trvá 20-50 hodin Nárůst teploty urychluje proces, ale snižuje tvrdost vrstvy, používá se nitridování, cínování (u konstrukčních ocelí) a niklování (u nerezových a žáruvzdorných ocelí). Tuhost nitridační vrstvy žáruvzdorných ocelí se někdy provádí ve směsi čpavku a dusíku.
Nitridace titanových slitin se provádí při 850 950 C ve vysoce čistém dusíku (nitridace v čpavku se nepoužívá kvůli zvýšení křehkosti kovu).

Při nitridaci vzniká horní tenká nitridová vrstva a pevný roztok dusíku v ±-titanu. Hloubka vrstvy na 30 h 0,08 mm s povrchovou tvrdostí HV = 800 850 (odpovídá 8 8,5 H/m2). Zavedení určitých legujících prvků (Al do 3 %, Zr 3 5 % atd.) do slitiny zvyšuje rychlost difúze dusíku, zvyšuje hloubku nitridované vrstvy a chrom snižuje rychlost difúze. Nitridace titanových slitin ve zředěném dusíku umožňuje získat hlubší vrstvu bez křehké nitridové zóny.
Nitridace je široce používána v průmyslu, mimo jiné pro díly pracující při teplotách do 500-600 C (vložky válců, klikové hřídele, ozubená kola, páry cívek, části palivového zařízení atd.).
Lit.: Minkevich A.N., Chemicko-tepelné zpracování kovů a slitin, 2. vyd., M., 1965: Gulyaev A.P. Metallurgy, 4. vyd., M., 1966.