La nitruration améliore la dureté superficielle des barres d'acier, les rendant plus résistantes à la déformation plastique sous des charges d'impact. La couche nitrurée durcie, généralement constituée de nitrures tels que les nitrures de fer, offre une résistance accrue à l'usure et à la fatigue de la surface. Cette dureté améliorée aide les barres d'acier à résister à des forces d'impact élevées, réduisant ainsi le risque de fissuration, de piqûres ou d'écaillage en surface. Cependant, si le processus de nitruration n'est pas suffisamment profond, le matériau du noyau peut toujours être susceptible de se briser sous des charges d'impact extrêmes, en particulier si les propriétés globales de la barre d'acier (telles que la ténacité et la ductilité) ne sont pas correctement prises en compte.
La nitruration améliore considérablement la résistance à la fatigue des barres d'acier soumises à des contraintes continues ou cycliques. Le processus crée une couche de contrainte résiduelle de compression sur la surface, ce qui aide à résister à l'initiation et à la propagation des fissures sous des charges répétitives. Ceci est particulièrement avantageux pour les applications dans lesquelles les barres d'acier sont soumises à des contraintes ou des vibrations constantes, comme dans les arbres, les engrenages et les ressorts. Plus la couche nitrurée est profonde, meilleure est la capacité du matériau à supporter des contraintes continues au fil du temps sans subir de défaillance. La combinaison de la dureté de surface et de la répartition des contraintes de compression minimise le risque de rupture par fatigue, prolongeant ainsi la durée de vie de la barre d'acier dans les applications exigeantes.
Dans des conditions d'impact et de chargement continu, barres d'acier nitrurées démontrer une résistance à l’usure améliorée. La surface durcie créée par le processus de nitruration rend l'acier moins sujet à la dégradation de surface due au frottement, à l'érosion ou à l'usure abrasive. Ceci est particulièrement important dans les applications telles que les laminoirs, les pièces automobiles et les machines lourdes où les composants en acier subissent des taux d'usure élevés. La résistance à l'usure est améliorée car le traitement de nitruration forme une couche dure et durable qui résiste à la perte de matière même dans des conditions de charge élevées.
Dans les applications impliquant un chargement prolongé à des températures élevées, la nitruration peut contribuer à améliorer la résistance au fluage des barres d'acier. La nitruration augmente la dureté de la surface, ce qui aide le matériau à résister à la déformation sous des contraintes à long terme à des températures élevées. Bien que la nitruration affecte principalement la couche superficielle, elle peut néanmoins avoir des effets bénéfiques sur les performances globales des barres d'acier utilisées dans des environnements à haute température où la déformation par fluage est un problème.
Bien que la nitruration améliore les performances dans diverses conditions de charge, la réponse de l'acier aux changements de température pendant le chargement est également importante. La couche nitrurée augmente la capacité de la barre d'acier à résister à des températures élevées sans dégradation significative. Cependant, à des températures très élevées, les nitrures peuvent subir des modifications de microstructure qui pourraient affecter la résistance et la dureté du matériau. Les barres d'acier nitrurées à de grandes profondeurs peuvent conserver de meilleures performances à des températures élevées par rapport aux barres non traitées ou légèrement nitrurées.
