표면 경도 질화 합금 강철 질화물의 강렬한 형성으로 인해 가장 바깥 쪽 층에서 가장 높습니다. 질화 과정은 질소 원자가 철강 표면으로의 확산을 포함하며, 이는 철 또는 다른 합금 요소와 반응하여 질화염 (FE4N, FE2-3N), 크롬 질화물 또는 알루미늄 질화증과 같은 경질 질화물을 형성합니다. 이 화합물은 표면 경도를 상당히 증가시켜 HV 1000-1200 이상의 높은 값을 달성합니다. 이 강화 된 층은 물질을 마모, 마모 및 표면 피로에 강하게 만들어 자동차, 항공 우주 및 툴링과 같은 산업의 고성능 응용 프로그램에 이상적입니다. 이 높은 표면 경도의 주요 이점은 가혹한 조건에서 표면 손상에 저항하고 기능성과 미학을 유지하는 재료의 향상된 능력입니다.
질화 공정은 표면에서 강철의 코어로 점진적인 경도 구배를 초래합니다. 질소가 강철로 확산됨에 따라 질소의 농도는 깊이에 따라 감소하여 표면 아래의 질화 밀도가 점차 줄어 듭니다. 이로 인해 경도는 외부 질화 층에서 기본 강철로 점차 감소하게됩니다. 표면 근처의 경도는 HV 1000-1200만큼 높을 수 있지만 표면 아래 몇 미크론에서 경도는 약 HV 600-800으로 떨어집니다. 질화 층으로 더 깊이 빠져들면서 경도 값이 더 감소하면서도 더 부드러워집니다. 경도의 기울기는 강철이 마모와 피로에 저항하기 위해 단단한 외관을 제공하는 동시에 기계적 스트레스를 견딜 수있는 힘든 코어를 유지하도록합니다. 이 경도 구배는 적용 요구에 따라 설계 될 수 있으며 표면 내구성과 내부 인성 사이의 최적 균형을 제공합니다.
질화 표면 아래에서, 재료의 핵심 경도는 질화 과정에 크게 영향을받지 않습니다. 강철의 대부분 인 재료의 핵심은베이스 스틸 합금에 의해 결정된 원래 경도와 기계적 특성을 유지합니다. 질화 합금 강철의 경우, 코어 경도는 합금의 구성, 열처리 이력 및 전체 야금 구조에 따라 HV 300-450 범위에 남아 있습니다. 질화는 표면 특성을 크게 향상 시키지만 코어는 부품을 치명적인 실패로부터 보호하는 필요한 연성, 충격 저항 및 강인성을 제공합니다. 더 부드러운 코어를 사용하면 부품이 깨지지 않거나 부서지기 쉬운 충격력을 흡수 할 수있어 강인함과 경도가 필요한 까다로운 응용 분야에서 재료의 전반적인 성능에 기여합니다.
공정 매개 변수의 영향 : 시간, 온도 및 질소 농도를 포함한 몇 가지 질화 파라미터는 질화 층의 깊이 및 결과 경도 프로파일을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 더 긴 질화 시간과 더 높은 온도는 질소가 강철로 더 깊게 확산되어 표면 경도가 더 높은 질화 층이 더 높아집니다. 반대로, 더 짧은 질화 시간 또는 더 낮은 온도는 표면 경도가 덜 얇은 질화 층을 초래할 수 있습니다. 질화 대기의 질소 농도는 또한 경화 된 층의 두께에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 더 높은 질소 농도는 일반적으로 더 깊고 단단한 질화 층으로 이어진다. 이러한 매개 변수를 제어하면 엔지니어는 특정 응용 프로그램 요구 사항에 맞게 질화 층의 깊이 및 경도를 조정하여 내마모성 및 핵심 강인성 균형을 잡을 수 있습니다.
성능에 대한 층 깊이의 영향 : 질화층의 깊이는 재료의 성능 특성에 크게 영향을 미칩니다. 얕은 질화 층은 부품이 가벼운 마모 또는 표면 마모에 노출되는 응용 분야에 이상적입니다. 이 유형의 처리는 전반적인 구조적 무결성을위한 힘든 코어를 유지하면서 탁월한 내마모성을 제공합니다. 반면에 더 깊은 질화 층은 심각한 마모, 피로 또는 고 충격적인 하중에 노출 된 성분에 더 적합합니다. 질화 층의 다양한 경도는 부품이 높은 수준의 표면 응력을 견딜 수 있도록 보장하면서 Brittleness로 인한 치명적인 실패를 피할 수 있도록합니다 .
