Universidad Técnica de Ambato Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica Carrera de Ingeniería Mecánica
Ingeniería de Materiales II
Integrantes: •
Escobar Santiago
•
Mesías avid
•
!"#e$ Eduardo
•
%evelo &ryan
La nitruración es un tratamiento termoquímico que se le da al acero. Y se emplea para aumentar la dureza superficial de diferentes materiales metálicos y aleaciones.
El proceso modifica su composición añadiendo nitrógeno mientras es calentado. El resultado es un incremento de la dureza superficial de las piezas. Tami!n aumenta la resistencia a la corrosión y a la fatiga.
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Es realizado a temperaturas relati"amente a#as $%&&'%(&) *+, que proporciona nitrógeno en la superficie del acero y su difusión -acia el interior, consigui!ndose durezas ele"adas
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e aplica normalmente en piezas de acero pre"iamente templado y re"enido para lograr un n/cleo resistente, capaz de soportar las cargas e0ternas a las que están sometidas.
'A%IA!TES E (A !IT%U%ACI)!*
. Ventajas de la nitruración •
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ure$a elevada4 *on la nitruración se puede otener
"alores de 9: ;%& a 77&& seg/n el material que se utiliza. Y su capa nitrurada confiere resistencia al desgaste. %esistencia a la corrosi+n4
La nitruración presenta "enta#as sore los demás procesos de difusión termoquímica como, por e#emplo4
La caronización o cementación.
=orización.
Lo que acarrea distorsiones dimensionales o micro estructurales en las piezas.
Estructuras de nitruración •
*uando se nitruran los aceros al * a temperaturas de (&& a >&&) *, se otienen capas relati"amente duras pero frágiles.
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En la sección trans"ersal de un acero nitrurado a ;&&) * $superior a lo normal+ e0iste una zona clara e0terior de raunita oscura o zona de carácter laminar.
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*uando la nitruración se realiza a temperaturas correctas, como son %(&) * para el caso de sales, o %&&'%(&)*, si la nitruración se realiza con gases, la estructura de la capa nitrurada puede alcanzar las dos capas características que son4
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,ona de com-uestos: :erdadera superficie de resalamiento antifricción con un espesor de
capa "ariale de % a 7% ?m para sales, y % a @% ?m para nitruración gaseosa, y una dureza apro0imada de 9: ;%& a 7&&&. Está formada principalmente por el 1e@3, algo le"e de A de 1errita. 6ara la nitruración en sales puede contener algo de cementita. ,ona de di.usi+n4 Mientras la asorción de carono $en el caso de sales+, queda limitada a
la Bzona de compuestosB, el nitrógeno se difunde desde la superficie -acia el n/cleo del material. La presencia de nitrógeno en un acero al carono se pone de manifiesto mediante el enfriamiento al aire. En el caso de aceros aleados, la presencia de nitrógeno se re"ela mediante el ataque químico originando una zona oscura que corresponde a la difusión parcial del nitrógeno precipitado.
Cráfico @4 6roceso de 3itruración
12E3TE4 5. Malis-e". Tecnología de los Metales. Editorial 6uelo y Educación$7888+
Clasificación de los procesos de la Nitruración !itruraci+n gaseosa:
La nitruración gaseosa se realiza en -ornos de atmósfera controlada en
los que la pieza se lle"a a temperaturas entre %&& y %(& * en presencia de amoníaco disociado. Este proceso se asa en la afinidad que tiene los elementos de aleación del acero por el nitrógeno. !itruraci+n en ba#o de sales:
La nitruración en año de sales se realiza a la misma
temperatura que la nitruración gaseosa. 6ara ello se introduce la pieza en un año de sales fundidas compuesto por cianuros $*3'+ y cianatos $*J3'+ en estado fundido.
!itruraci+n s+lida:
En la nitruración sólida las piezas se colocan cuiertas por una
pasta de sustancia nitrurante que se ele"a a una temperatura entre %@& * y %(&* durante 7@ -oras. !itruraci+n i+nica o -or -lasma:
Es un tipo de nitruración gaseosa dirigida a
aumentar la "elocidad de difusión del 3 y reducir el tiempo de tratamiento. e realiza dentro de un reactor donde se -a -ec-o "acío antes de introducir los gases de nitruración. Estaleci!ndose un circuito el!ctrico en el que la pieza a nitrurar es el ánodo, por efecto del calor el 3itrógeno molecular se descompone e ioniza.
Ion-nitruración o nitrurado iónico •
Es un tratamiento termoquímico que consiste en incorporar 3 en la superficie del acero por omardeo iónico a presión reducida $su'atmosf!rica+. Los procesos de tratamiento de materiales por plasma representan un grupo de t!cnicas modernas que utilizan gas ionizado para generar recurimientos o modificar las propiedades superficiales de un material. Las t!cnicas de recurimientos más conocidas son *:< y 6:< asistidas por plasma, de amplio uso en microelectrónica, óptica y recurimientos duros sore -erramientas de corte $nitruro de titanio, por e#emplo+. 3o generan recurimientos sino que difunden elementos, como el nitrógeno, dentro del material, quedando como intersticiales o formando compuestos $como nitruro de -ierro+ que pro"een dureza y resistencia al desgaste y a la fatiga. Tami!n se pueden generar arreras contra la corrosión o la difusión de ciertos elementos $de uso en semiconductores+.
/rá.ico 0: Microestructuras
12E3TE4 5. Malis-e". Tecnología de los Metales. Editorial 6uelo y Educación $7888+. .
Acero al carbono-Acero aleado
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3ormalmente se emplean aceros entre &,@ y &,;& A *, aleados con 5l, *r, Mo y :. El contenido de * no influye en la dureza y le"emente en la profundidad de capa, disminuyendo !sta con el A de *. El 5l es el elemento más importante para lograr las má0imas durezas, pero dee ir siempre acompañado de otros aleantes para e"itar capas nitruradas muy frágiles. El Mo aumenta la dureza de la capa, me#ora la tenacidad del n/cleo y e"ita la fragilidad de los aceros sin Mo, cuando permanecen muc-o tiempo a temperaturas pró0imas a %&&) *. El *r y el : aumentan la profundidad de capa dura. En los aceros al carono, a igualdad de tiempo, se otiene una mayor profundidad de capa, ya que los aleantes forman nitruros y disminuyen la difusión -acia el interior, pero los "alores de dureza son sensilemente inferiores.
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:alores de dureza :icKers de la capa de compuestos para diferentes composiciones. Tabla 1: :alores de dureza :icKers
12E3TE4 Laráuru 5rrizaalaga, 3. $@&&+. Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas. Madrid4 T-omson Editores. I=3 >'@>H'78;>'%.
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