Proses nitriding melibatkan penyebaran nitrogen ke permukaan keluli, membentuk lapisan yang kaya dengan nitrogen. Lapisan ini terdiri daripada nitrida besi dan nitrida lain, meningkatkan kekerasan permukaan keluli. Hasilnya adalah penghalang tahan haus yang membantu menahan kerosakan dari daya kasar dan tekanan hubungan, yang kedua-duanya diketahui penyumbang kepada kegagalan keletihan. Dalam persekitaran tekanan tinggi, permukaan yang keras menghalang bahan permukaan daripada memakai, yang sebaliknya akan mewujudkan penyelewengan yang berfungsi sebagai tapak permulaan untuk retak. Keupayaan untuk menahan memakai permukaan secara langsung meningkatkan rintangan keletihan dengan meminimumkan potensi untuk permulaan retak akibat kemerosotan permukaan.
Nitriding bukan sahaja meningkatkan kekerasan tetapi juga meningkatkan integriti keseluruhan permukaan keluli. Dengan memperkenalkan atom nitrogen, permukaan menjadi lebih seragam dan padat, menghapuskan atau mengurangkan kehadiran retak mikro, keliangan, dan kecacatan permukaan. Ketidaksempurnaan permukaan seperti lubang, calar, atau lompang boleh bertindak sebagai konsentrator tekanan semasa kitaran pemuatan berulang, yang membawa kepada pembentukan retak pramatang. Dengan mewujudkan permukaan yang lebih lancar, lebih bebas kecacatan, nitriding meminimumkan kemungkinan ketidaksempurnaan sedemikian, yang mungkin menyebabkan keretakan membentuk dan menyebarkan. Ini integriti permukaan yang dipertingkatkan, terutamanya dalam keadaan tekanan tinggi, menghalang permulaan retak, yang penting untuk mengekalkan ketahanan bahan di bawah beban kitaran.
Salah satu kesan yang paling kritikal dan menguntungkan nitriding ialah pembentukan tegasan sisa mampatan di permukaan keluli. Semasa nitriding, nitrogen meresap ke dalam keluli, menyebabkan sedikit pengembangan permukaan, yang menghasilkan tekanan mampatan. Tekanan mampatan ini sangat bermanfaat kerana mereka mengatasi tegasan tegangan, yang merupakan punca utama permulaan dan penyebaran dalam logam. Dalam bahan -bahan yang menjalani pemuatan kitaran, tegangan tegangan boleh menyebabkan pembentukan mikrokrak, yang akhirnya dapat berkembang menjadi fraktur yang lebih besar. Dengan memperkenalkan tegasan mampatan, Nitriding meningkatkan ketahanan keluli terhadap permulaan retak dan menjadikannya kurang terdedah kepada patah di bawah kitaran pemuatan berulang. Fenomena ini sangat berharga dalam komponen yang terdedah kepada persekitaran yang tinggi, persekitaran yang rawan keletihan, seperti bahagian automotif, gear, atau bilah turbin.
Dalam keluli yang tidak dirawat, apabila retak keletihan mula terbentuk, ia boleh menyebarkan dengan cepat melalui bahan, terutamanya di bawah keadaan tekanan yang berubah -ubah atau bergantian. Walau bagaimanapun, apabila bar keluli menjalani nitriding, lapisan nitrides keras dengan ketara mengurangkan kadar di mana keretakan boleh disebarkan. Permukaan yang keras dan tegasan sisa mampatan yang disebabkan mewujudkan halangan yang menentang pertumbuhan retak. Khususnya, lapisan nitrid menghalang kemajuan retak yang mungkin terbentuk akibat keletihan, memperlahankan pertumbuhan mereka dan meningkatkan ketahanan bahan terhadap kegagalan bencana. Lapisan permukaan yang keras dan padat memberikan kekuatan dan ketangguhan tambahan yang membantu mencegah retak dari berkembang, terutama di bawah keadaan tekanan kitaran. Akibatnya, bar keluli nitrided Mengalami hayat perkhidmatan yang lebih lama, walaupun dalam aplikasi yang sangat menuntut di mana keletihan adalah kebimbangan utama.
Walaupun nitriding terutamanya menguatkan permukaan melalui peningkatan kekerasan, ia juga meningkatkan ketangguhan permukaan, faktor penting dalam rintangan keletihan. Ketangguhan permukaan merujuk kepada keupayaan bahan untuk menyerap tenaga dan menahan permulaan dan penyebaran retak di bawah tekanan. Proses nitriding mengubah struktur mikro keluli di permukaan, mempromosikan peningkatan dalam kedua -dua ketangguhan dan kekuatan. Permukaan yang lebih sukar ini membantu menyerap tenaga dari kesan atau beban yang berubah -ubah, yang mengurangkan kemungkinan permulaan retak. Dalam aplikasi tekanan tinggi, peningkatan ketangguhan ini meningkatkan keupayaan bahan untuk menahan pemuatan berulang tanpa mengalami patah tulang awal atau penyebaran retak yang mungkin berlaku dalam keluli yang tidak dirawat.3
