La finition de surface de l'acier allié change considérablement après la nitruration en raison de la formation d'une couche dure et résistante à l'usure sur la surface. Voici les principaux changements et caractéristiques de l’état de surface après nitruration :
Résistance à l'usure améliorée : la formation d'une couche dure nitrurée sur la surface de l'acier améliore considérablement sa résistance à l'usure. Cette couche agit comme une barrière protectrice contre l’usure mécanique, réduisant ainsi la perte de matière lors du contact par friction. La résistance à l'usure améliorée de la couche nitrurée est particulièrement bénéfique pour les composants dans des environnements à forte usure, tels que les roulements, les pièces de vannes et les vis d'extrusion. La surface nitrurée réduit la fréquence de maintenance et de remplacement, ce qui entraîne une réduction des coûts opérationnels et une amélioration de l'efficacité des machines.
Rugosité de surface : La nitruration peut provoquer une légère augmentation de la rugosité de surface en raison de la formation de nitrures. La finition de surface initiale de l'acier allié joue un rôle important dans la détermination de la rugosité finale après nitruration. Les surfaces finement usinées ou polies ont tendance à conserver une finition plus lisse, tandis que les surfaces plus rugueuses peuvent connaître une augmentation plus notable de la rugosité. Ce changement de rugosité peut être minimisé en contrôlant les paramètres du processus de nitruration et en utilisant des techniques de finition post-nitruration, telles que le polissage ou le meulage, pour obtenir la texture de surface souhaitée. Le maintien d'une finition de surface lisse est crucial pour les applications où un faible frottement et une haute précision sont requis.
Changement de couleur : La surface de l'acier allié nitruré présente généralement un changement de couleur, allant du gris foncé au noir. Ce changement de couleur résulte de la formation de nitrures de fer en surface. La surface sombre est un indicateur visuel d’un processus de nitruration réussi et peut également offrir un certain degré de résistance à la corrosion. Le changement de couleur uniforme améliore l'attrait esthétique du composant et sert de marqueur de contrôle qualité pour un traitement de nitruration cohérent d'un lot à l'autre.
Structure de surface : La nitruration crée une structure de surface complexe caractérisée par la formation d'une couche composée, également connue sous le nom de couche blanche, sur la surface supérieure. Cette couche composée est constituée de nitrures de fer, principalement ε-Fe2-3N et γ'-Fe4N, qui contribuent à augmenter la dureté et la résistance à l'usure. Sous la couche composée se trouve la zone de diffusion, où les atomes d’azote ont pénétré la matrice en acier, améliorant ainsi ses propriétés mécaniques. La couche de composé est généralement très fine (quelques micromètres) mais joue un rôle essentiel dans la protection du matériau sous-jacent contre l'usure et la fatigue. Cette superposition structurée améliore les performances globales et la longévité du composant.
Résistance à la corrosion : le processus de nitruration peut améliorer la résistance à la corrosion de l’acier allié en formant une couche protectrice de nitrures sur la surface. Ces nitrures agissent comme une barrière, empêchant la pénétration d'agents corrosifs et réduisant le taux d'oxydation et la formation de rouille. Cette amélioration de la résistance à la corrosion est particulièrement bénéfique pour les composants exposés à des environnements difficiles, tels que les équipements de traitement chimique, les applications marines et les pièces automobiles. La résistance améliorée à la corrosion prolonge la durée de vie des composants et réduit le besoin d’entretien fréquent ou de revêtements de protection.
Intégrité de la surface : la nitruration améliore l'intégrité globale de la surface de l'acier allié en induisant des contraintes résiduelles de compression dans la couche superficielle. Ces contraintes de compression neutralisent les contraintes de traction qui peuvent conduire à l'initiation et à la propagation de fissures, améliorant ainsi la résistance à la fatigue du composant. L'intégrité de surface améliorée garantit que les composants nitrurés peuvent résister aux charges cycliques et prolonger leur durée de vie opérationnelle dans les applications exigeantes. La couche nitrurée offre également une meilleure résistance aux chocs et aux cycles thermiques, ce qui la rend adaptée aux environnements dynamiques et à haute température.
Barre carrée en acier inoxydable
