Nitrieren: Was ist damit gemeint?

Behandlung, bei der Stahl unterhalb der A₁-Temperatur in einer stickstoffabgebenden Atmosphäre gehalten wird, sodass sich in der Randschicht harte Nitride bilden. Ein Härten ist nicht nötig, und der Verzug ist gering.

Japanische Bezeichnung: 窒化処理

„Nitrieren“ kommt in 3 Übungsfragen aus 2 Themen vor, darunter Oberflächentechnik und Tribologie, Bruchmechanik und Ermüdung.

Fachgebiet: Oberflächentechnik und Tribologie

Selbst ausprobieren: Fragen zu Nitrieren

Welche Aussage über das Nitrieren, etwa das Gasnitrieren, von Nitrierstählen mit Al, Cr und Mo trifft zu?

  1. AStickstoff wird im Austenitgebiet bei etwa 900 °C eindiffundiert und anschließend zu Martensit gehärtet, sodass ein größerer Härteverzug als beim Einsatzhärten entsteht
  2. BBei reinem Eisen und Kohlenstoffstählen ohne stickstoffaffine Legierungselemente diffundiert der Stickstoff schneller in die Tiefe, sodass eine dicke, harte Nitrierschicht entsteht
  3. CStickstoff wird bei etwa 500 bis 570 °C im Ferritgebiet unterhalb der A₁-Temperatur eindiffundiert und härtet durch feine Nitride, sodass kein Abschrecken nötig und der Verzug gering ist
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Lösung: C. Stickstoff wird bei etwa 500 bis 570 °C im Ferritgebiet unterhalb der A₁-Temperatur eindiffundiert und härtet durch feine Nitride, sodass kein Abschrecken nötig und der Verzug gering ist

Beim Nitrieren wird Stickstoff, etwa durch Zersetzung von Ammoniak, von der Oberfläche her eingebracht; die Behandlung erfolgt bei etwa 500 bis 570 °C, unterhalb der A₁-Temperatur (727 °C). Der Stickstoff diffundiert im Ferrit, bildet mit Al, Cr, Mo, V und anderen Elementen feine Nitride, und die Randschicht erreicht Härten von über 1000 HV. Da weder eine Phasenumwandlung noch ein Abschrecken stattfindet, sind Maßänderungen und Verzug gering, und die Behandlung kann nach der Fertigbearbeitung erfolgen. An der äußersten Oberfläche entsteht eine Verbindungsschicht aus Eisennitriden (weiße Schicht), darunter eine Diffusionsschicht. In Kohlenstoffstahl ohne Legierungselemente dringt der Stickstoff zwar in die Tiefe, es bilden sich aber wenige harte, feine Nitride, und die Härte steigt kaum. Nachteilig ist dagegen, dass die gehärtete Schicht mit etwa 0,1 bis 0,5 mm dünner ist als beim Aufkohlen und die Behandlung oft mehrere zehn Stunden dauert.

„Nitrieren“ in den Erläuterungen

Fragen, in denen „Nitrieren“ vorkommt (3)

  1. Welche Aussage über das Nitrieren, etwa das Gasnitrieren, von Nitrierstählen mit Al, Cr und Mo trifft zu?
  2. Von welcher Oberflächenbehandlung kann man eine höhere Ermüdungsfestigkeit eines Stahlbauteils erwarten?
  3. Ein Zahnrad aus kohlenstoffarmem Stahl (etwa 0,2 % C) wird einsatzgehärtet (aufgekohlt und gehärtet). Welche Aussage über diese Behandlung trifft zu?

Verwandte Begriffe

Aufkohlen Martensit Abrasiver Verschleiß Adhäsiver Verschleiß Archard-Gleichung Außenstromlose Vernickelung Stribeck-Kurve Wahre Kontaktfläche

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