Unterschied zwischen Aufkohlen und Nitrieren
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Hauptunterschied - Aufkohlen gegen Nitrieren
Wärmebehandlung ist die Verwendung von Wärme zur Modifizierung der Eigenschaften eines Materials, insbesondere in der Metallurgie. Die Wärmebehandlung erfolgt durch Erhitzen und Abkühlen von Substanzen. Es wird verwendet, um eine oder mehrere chemische und physikalische Eigenschaften zu verändern, um erwünschte Eigenschaften wie erhöhte Festigkeit, erhöhte Härte, Schlagfestigkeit, Erweichung und Erhöhung der Duktilität zu erhalten. Es gibt vier Hauptarten von Wärmebehandlungsverfahren, wie Glühen, Anlassen, Härten und Normalisieren. Beim Härten wird die Härte eines Metalls erhöht. Es gibt zwei Hauptarten von Härtungsprozessen: Einsatzhärten und Oberflächenhärten. Das Oberflächenhärten kann in zwei Prozessen erfolgen, die als differentielles Oberflächenhärten und differentielles Metallstrukturhärten bekannt sind. Karburieren und Nitrieren sind die beiden Techniken, die im differenziellen Metallstrukturhärtungsprozess eingesetzt werden. Der Hauptunterschied zwischen Aufkohlen und Nitrieren ist das Beim Aufkohlen diffundiert Kohlenstoff zur Stahloberfläche, während beim Nitrierprozess Stickstoff zur Stahloberfläche diffundiert.
Wichtige Bereiche
1. Was ist Aufkohlen?
- Definition, verschiedene Arten
2. Was ist Nitrieren?
- Definition, Verbesserung der Eigenschaften
3. Was ist der Unterschied zwischen Aufkohlen und Nitrieren?
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede
Schlüsselbegriffe: Glühen, Aufkohlen, Härten, Gasaufkohlen, Härten, Flüssiges Aufkohlen, Metallurgie, Nitrieren, Packen Aufkohlen, Oberflächenhärten, Anlassen, Vakuumaufkohlen
Was ist Aufkohlen?
Beim Aufkohlen wird die Metalllegierung mehrere Stunden in einer kohlenstoffhaltigen Umgebung bei hoher Temperatur angeordnet. Die Temperatur sollte höher sein als die obere Umwandlungstemperatur des Metalls (kritische Temperatur). Dann wird Kohlenstoff aus der kohlenstoffhaltigen Umgebung in Stahl absorbiert und langsam in die Oberflächenschichten diffundiert.
Die kohlenstoffhaltige Umgebung kann Kohle oder Kohlenmonoxid sein. Der Zweck des Aufkohlens besteht darin, die Oberfläche des Stahls hart und verschleißfest zu machen. Diese Technik wird hauptsächlich für milde Kohlenstoffstähle eingesetzt. Längere Aufkohlungszeiten erhöhen die Tiefe der Kohlenstoffschicht. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche jedoch härter, während der Kern weich bleibt.
Es gibt vier Hauptformen des Aufkohlens wie folgt.
Packen Sie das Aufkohlen
Hier werden die Komponenten in einer Umgebung mit hohem Kohlenstoffgehalt verpackt. Komponenten werden unter Erzeugung von Kohlenmonoxid (einem Reduktionsmittel) erhitzt. Die Reduktion durch Kohlenmonoxid erfolgt auf der Stahloberfläche unter Freisetzung von Kohlenstoff, der aufgrund hoher Temperaturen in die Oberfläche diffundiert. Dann wird dieser Kohlenstoff gehärtet.
Gas Carburizing
Hier wird dem beheizten Ofen Kohlenmonoxid zugeführt. Der Rest des Prozesses ähnelt dem der Gasaufkohlung.
Vakuumkarburieren
Dieses Verfahren beinhaltet das Aufkohlen von Stahl in einem sauerstofffreien Niederdruck. Da das System sauerstofffrei ist, kann die Temperatur ohne Oberflächenoxidation erheblich erhöht werden. Höhere Temperaturen erhöhen die Kohlenstoffdiffusionsraten und somit wird die Aushärtung erhöht.
Flüssiges Aufkohlen
Hier wird der Stahl in eine Umgebung mit verflüssigtem Kohlenstoff getaucht. Die Kohlenstoffdiffusion ist bei dieser Methode effizienter.
Was ist Nitrieren?
Das Nitrieren ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stickstoff in die Oberfläche eines Metalls eindiffundiert wird, um eine gehärtete Oberfläche zu erzeugen. Der Nitrierprozess nutzt Stickstoff und Wärme. Dies wird normalerweise für Kraftstoffeinspritzpumpen verwendet. Bei diesem Verfahren wird Stickstoff anstelle von Kohlenstoff zur Stahloberfläche diffundiert. Das Nitrieren kann bei niedrigeren Temperaturen als beim Aufkohlen durchgeführt werden.
Abbildung 1: Ein computerisierter Ofen zur thermischen Nitrierbehandlung
Die Diffusion von Stickstoffgas tritt normalerweise bei niedrigen Temperaturen auf und das Aushärten erfolgt ohne Abschrecken. Nur die Oberfläche ist gehärtet, der Kern bleibt gleich. Wenn ein Stahl einen Nitrierprozess durchlaufen hat, weist er eine hervorragende Verschleißfestigkeit auf. Die Korrosionsbeständigkeit wird ebenfalls verbessert. Darüber hinaus wird die Lebensdauer von Stahl verbessert. Ermüdungseigenschaft ist die Fähigkeit von Stahl, einer Beanspruchung ohne Bruch standzuhalten.
Unterschied zwischen Aufkohlen und Nitrieren
Definition
Aufkohlen: Das Aufkohlen ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem Kohlenstoff in die Oberfläche eines Metalls diffundiert, um eine gehärtete Oberfläche zu erzeugen.
Nitrieren: Das Nitrieren ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stickstoff in die Oberfläche eines Metalls eindiffundiert wird, um eine gehärtete Oberfläche zu erzeugen.
Komponenten
Aufkohlen: Bei der Aufkohlung wird eine kohlenstoffhaltige Umgebung verwendet.
Nitrieren: Beim Nitrieren wird Stickstoff anstelle von Kohlenstoff verwendet.
Temperatur
Aufkohlen: Das Aufkohlen erfolgt bei sehr hohen Temperaturen.
Nitrieren: Das Nitrieren kann bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden.
Diffusion
Aufkohlen: Beim Aufkohlen diffundiert Kohlenstoff auf die Oberfläche der Metallegierung.
Nitrieren: Beim Nitrieren wird Stickstoff auf die Oberfläche der Metallegierung diffundiert.
Fazit
Karburieren und Nitrieren sind zwei Arten von Oberflächenhärtungsprozessen, bei denen eine Stahloberfläche gehärtet wird, während der Kern weich bleibt. Der Hauptunterschied zwischen Aufkohlen und Nitrieren besteht darin, dass beim Aufkohlen Kohlenstoff zur Stahloberfläche diffundiert, während beim Nitrierprozess Stickstoff zur Stahloberfläche diffundiert.
Referenz:
1. „Aufkohlungsverfahren und -techniken - vier Aufkohlungsverfahren“. Brighthub Engineering, 25. Mai 2011, hier verfügbar.
2. „Was ist Nitrieren? - Definition aus Corrosionpedia. ”Corrosionpedia, hier erhältlich.
3. „Nitrieren“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12. Januar 2018, hier verfügbar.
Bildhöflichkeit:
1. "Computerized Heat Treatment Furnance" Von S zillayali - Eigene Arbeit (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
