Povrchová úprava legované oceli se po nitridaci výrazně změní v důsledku vytvoření tvrdé vrstvy odolné proti opotřebení na povrchu. Zde jsou klíčové změny a vlastnosti povrchové úpravy po nitridaci:
Zlepšená odolnost proti opotřebení: Vytvoření tvrdé nitridované vrstvy na povrchu oceli výrazně zvyšuje její odolnost proti opotřebení. Tato vrstva působí jako ochranná bariéra proti mechanickému opotřebení a snižuje ztráty materiálu při třecím kontaktu. Zvýšená odolnost nitridované vrstvy proti opotřebení je zvláště výhodná pro součásti v prostředí s vysokým opotřebením, jako jsou ložiska, díly ventilů a vytlačovací šrouby. Nitridovaný povrch snižuje četnost údržby a výměny, což vede k nižším provozním nákladům a lepší účinnosti strojního zařízení.
Drsnost povrchu: Nitridace může způsobit mírné zvýšení drsnosti povrchu v důsledku tvorby nitridů. Počáteční povrchová úprava legované oceli hraje významnou roli při určování konečné drsnosti po nitridaci. Jemně opracované nebo leštěné povrchy mají tendenci udržovat hladší povrch, zatímco drsnější povrchy mohou zaznamenat výraznější nárůst drsnosti. Tato změna drsnosti může být minimalizována řízením parametrů procesu nitridace a použitím post-nitridačních dokončovacích technik, jako je leštění nebo broušení, pro dosažení požadované textury povrchu. Udržení hladkého povrchu je zásadní pro aplikace, kde je vyžadováno nízké tření a vysoká přesnost.
Změna barvy: Povrch nitridované legované oceli typicky vykazuje změnu barvy v rozsahu od tmavě šedé po černou. Tato změna barvy je důsledkem tvorby nitridů železa na povrchu. Tmavý povrch je vizuálním indikátorem úspěšného nitridačního procesu a může také poskytnout určitý stupeň odolnosti proti korozi. Jednotná změna barvy zvyšuje estetickou přitažlivost součásti a slouží jako značka kontroly kvality pro konzistentní nitridační ošetření napříč šaržemi.
Struktura povrchu: Nitridace vytváří komplexní povrchovou strukturu charakterizovanou tvorbou složené vrstvy, známé také jako bílá vrstva, na horním povrchu. Tato složená vrstva se skládá z nitridů železa, především ε-Fe2-3N a γ'-Fe4N, které přispívají ke zvýšení tvrdosti a odolnosti proti opotřebení. Pod vrstvou směsi leží difúzní zóna, kde atomy dusíku pronikly ocelovou matricí, čímž se zlepšily její mechanické vlastnosti. Složená vrstva je typicky velmi tenká (několik mikrometrů), ale hraje zásadní roli při ochraně podkladového materiálu před opotřebením a únavou. Toto strukturované vrstvení zvyšuje celkový výkon a životnost součásti.
Odolnost proti korozi: Proces nitridace může zvýšit odolnost legované oceli proti korozi vytvořením ochranné vrstvy nitridů na povrchu. Tyto nitridy působí jako bariéra, zabraňují pronikání korozivních činidel a snižují rychlost oxidace a tvorby rzi. Toto zlepšení odolnosti proti korozi je zvláště výhodné pro součásti vystavené drsnému prostředí, jako jsou zařízení pro chemické zpracování, námořní aplikace a automobilové díly. Zvýšená odolnost proti korozi prodlužuje životnost součástí a snižuje potřebu časté údržby nebo ochranných nátěrů.
Integrita povrchu: Nitridace zlepšuje celkovou integritu povrchu legované oceli vyvoláním zbytkových tlakových napětí v povrchové vrstvě. Tato tlaková napětí působí proti tahovým napětím, která mohou vést k iniciaci a šíření trhlin, čímž se zvyšuje odolnost součásti proti únavě. Vylepšená integrita povrchu zajišťuje, že nitridované součásti vydrží cyklické zatížení a prodlouží jejich provozní životnost v náročných aplikacích. Nitridovaná vrstva také poskytuje lepší odolnost proti nárazu a tepelnému cyklování, takže je vhodná pro dynamická a vysokoteplotní prostředí.
