Cementació vs nitruració

La carburació i la nitruració són processos importants d'enduriment superficial en metal·lúrgia, amb les següents diferències:
Principis del procés

•CementacióImplica escalfar acer baix en carboni o acer d'aliatge baix en carboni en un medi ric en carboni a una temperatura determinada. La font de carboni es descompon per produir àtoms de carboni actius, que són absorbits per la superfície de l'acer i es difonen cap a l'interior, augmentant el contingut de carboni de la superfície de l'acer.
•NitruracióÉs el procés de permetre que els àtoms de nitrogen actius penetrin a la superfície de l'acer a una determinada temperatura, formant una capa de nitrid. Els àtoms de nitrogen reaccionen amb els elements d'aliatge de l'acer per crear nitrids amb una alta duresa i bona resistència al desgast.
Temperatura i temps del procés

•CementacióLa temperatura generalment està entre 850 °C i 950 °C. El procés triga relativament, normalment des de diverses hores fins a desenes d'hores, depenent de la profunditat necessària de la capa carburitzada.
•NitruracióLa temperatura és relativament baixa, normalment entre 500 °C i 600 °C. El temps també és llarg però més curt que el de la carburació, normalment de desenes a centenars d'hores.
Propietats de la capa penetrada

•Duresa i resistència al desgast

•CementacióLa duresa superficial de l'acer pot arribar als 58-64 HRC després de la carburació, mostrant una alta duresa i resistència al desgast.
•NitruracióLa duresa superficial de l'acer pot arribar a 1000-1200 HV després de la nitruració, que és superior a la de la carburació, amb una millor resistència al desgast.
•Resistència a la fatiga

•CementacióPot millorar la resistència a la fatiga de l'acer, especialment en la fatiga per flexió i torsió.
•NitruracióTambé pot millorar la resistència a la fatiga de l'acer, però l'efecte és relativament més feble que el de la carburització.
•Resistència a la corrosió

•CementacióLa resistència a la corrosió després de la carburació és relativament deficient.
•NitruracióDesprés de la nitruració, es forma una capa densa de nitrur a la superfície de l'acer, que proporciona una millor resistència a la corrosió.
Materials aplicables

•CementacióÉs adequat per a acer baix en carboni i acer d'aliatge baix en carboni, i s'utilitza sovint en la fabricació d'engranatges, eixos i altres peces que suporten grans càrregues i fricció.
•NitruracióÉs adequat per a acers que contenen elements d'aliatge com l'alumini, el crom i el molibdè. Sovint s'utilitza per fabricar peces d'alta precisió i alta resistència al desgast, com ara motlles i eines de mesura.
Característiques del procés

•Cementació

•AvantatgesPot obtenir una capa carburada relativament profunda, millorant la capacitat de càrrega de les peces. El procés és relativament senzill i el cost és baix.
• Desavantatges: La temperatura de carburació és alta, cosa que pot causar fàcilment la deformació de la peça. Després de la carburació cal un tractament tèrmic, com ara el tremp, cosa que augmenta la complexitat del procés.
•Nitruració

• : La temperatura de nitruració és baixa, cosa que resulta en menys deformació de la peça. Pot aconseguir una alta duresa, bona resistència al desgast i a la corrosió. No cal tremp després de la nitruració, cosa que simplifica el procés.
•DesavantatgesLa capa nitrurada és fina, amb una capacitat de càrrega relativament baixa. El temps de nitruració és llarg i el cost és elevat.