АЗОТИ́РОВАНИЕ

АЗОТИ́РОВАНИЕ (нит­ри­ро­ва­ние), диф­фу­зи­он­ное на­сы­ще­ние азо­том по­верх­но­ст­но­го слоя ме­тал­лич. из­де­лий; вид хи­мико-тер­мич. об­ра­бот­ки. А. зна­чи­тель­но по­вы­ша­ет твёр­дость, из­но­со-, за­ди­ро- и те­п­ло­стой­кость, со­про­тив­ле­ние ус­та­ло­сти и кор­ро­зии де­та­лей ма­шин, ме­ха­низ­мов при за­ра­нее оп­ре­де­ляе­мой де­фор­ма­ции из­де­лий. Впер­вые А. вне­дре­но в про­из-во в Гер­ма­нии в 1923, по­сле то­го как инж. А. Фри раз­ра­бо­тал спец. азо­ти­руе­мые ста­ли (нит­рал­лои), имею­щие вы­со­кую по­верх­но­ст­ную твёр­дость. Боль­шой вклад в раз­ви­тие А. в Рос­сии вне­сли Н. П. Чи­жев­ский, Н. А. Мин­ке­вич, Ю. М. Лах­тин и др.

А. про­ис­хо­дит при темп-ре 500–1200°C в сре­де ам­миа­ка. Вы­ше 400 °C на­чи­на­ет­ся дис­со­циа­ция ам­миа­ка (NH₃ → 3H + N). Об­ра­зо­вав­ший­ся ато­мар­ный азот диф­фун­ди­ру­ет в ме­талл, об­ра­зуя азо­ти­стые фа­зы. Раз­ли­ча­ют А.: низ­ко­тем­пе­ра­тур­ное (500–600 °C) для ста­ли и чу­гу­на; сред­не­тем­пе­ра­тур­ное (600–750 °C) для спла­вов на же­лез­ной ос­но­ве (т. н. ан­тикор­ро­зи­он­ное); вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ное (750–1200 °C) для спец. спла­вов и ту­го­плав­ких ме­тал­лов (Mo, W, Nb и др.). По аг­ре­гат­но­му со­стоя­нию на­сы­щаю­щих сред А. раз­де­ля­ют на га­зо­вое (ка­та­ли­ти­че­ское га­зо­вое, ва­ку­ум­ное, га­зо­ба­ри­че­ское) и плаз­мен­ное (ион­ное). При А. тре­буе­мые свой­ст­ва из­де­лий обес­пе­чи­ва­ют­ся бла­го­да­ря об­ра­зо­ва­нию нит­ри­дов ле­ги­рую­щих эле­мен­тов на ста­ди­ях на­сы­ще­ния и ох­ла­ж­де­ния без за­кал­ки. А. наи­бо­лее эф­фек­тив­но для слож­но­легир. спла­вов. В за­ви­си­мо­сти от ма­те­риа­ла из­де­лия твёр­дость азо­тиро­ван­но­го слоя по Ви­ккер­су HV со­став­ляет до 1300 (что со­от­вет­ст­ву­ет 13 ГПа), тол­щи­на слоя 0,1–0,6 мм, вре­мя об­ра­бот­ки 4–96 ч. Струк­ту­ра азо­ти­ро­ван­но­го слоя пе­ре­мен­на по тол­щи­не, внеш­няя зо­на со­сто­ит из нит­ри­дов, да­лее – смесь твёр­до­го рас­тво­ра с нит­ри­да­ми ле­ги­рую­щих эле­мен­тов и соб­ст­вен­но твёр­дый рас­твор с по­выш. со­дер­жа­ни­ем азо­та. Не­об­хо­ди­мую струк­ту­ру азо­ти­ро­ван­но­го слоя по­лу­ча­ют ре­гу­ли­ро­ва­ни­ем темп-ры, со­ста­ва сре­ды, сте­пе­ни дис­со­циа­ции ам­миа­ка, дав­ле­ния.

На ос­но­ве А. соз­да­ны спо­со­бы хи­мико-тер­мич. об­ра­бот­ки, обес­пе­чи­ваю­щие на­сы­ще­ние по­верх­но­ст­но­го слоя из­де­лий на­ря­ду с азо­том так­же уг­ле­ро­дом – уг­ле­ро­доа­зо­ти­ро­ва­ние (кар­бо­нит­ри­ро­ва­ние), ки­сло­ро­дом – ок­сиа­зо­ти­ро­ва­ние (ок­си­нит­ри­ро­ва­ние), уг­ле­ро­дом и ки­сло­ро­дом – ок­си­уг­ле­ро­доа­зо­ти­ро­ва­ние (ок­си­кар­бо­нит­ри­ро­ва­ние), се­рой – суль­фоа­зо­ти­ро­ва­ние (суль­фо­нит­ри­ро­ва­ние). При при­ме­не­нии этих спо­со­бов умень­ша­ет­ся хруп­кость азо­ти­ро­ван­но­го слоя, со­кра­ща­ет­ся дли­тель­ность про­цес­са на­сы­ще­ния, рас­ши­ря­ет­ся но­менк­ла­ту­ра об­ра­ба­ты­вае­мых ма­те­риа­лов. А. осу­ще­ст­в­ля­ют в пе­чах разл. кон­ст­рук­ции (шахт­ных, ка­мер­ных), про­ход­ных аг­ре­га­тах, в ус­та­нов­ках с ис­поль­зо­ва­ни­ем тлею­щего раз­ря­да, то­ка вы­со­кой час­то­ты, элек­трон­но­го и ла­зер­но­го из­лу­че­ния. А. под­вер­га­ют ко­лен­ча­тые ва­лы, зуб­ча­тые ко­лё­са, кла­па­ны, гиль­зы ци­лин­д­ров, шпин­де­ли, штам­пы и др. По­верх­ность азо­ти­ро­ван­ных из­де­лий хо­ро­шо шли­фу­ет­ся и по­ли­ру­ет­ся.