Principal diferença - cementação vs nitretação

O tratamento térmico é o uso do calor para modificar as propriedades de um material, principalmente na metalurgia. O tratamento térmico é feito por meio de aquecimento e resfriamento de substâncias. É usado para alterar uma ou mais propriedades físicas e químicas a fim de obter propriedades desejáveis, como aumento de resistência, aumento da dureza, resistência ao impacto, amolecimento e aumento da ductilidade. Existem quatro tipos principais de métodos de tratamento térmico, como recozimento, têmpera, endurecimento e normalização. O endurecimento é o processo de aumentar a dureza de um metal. Existem dois tipos principais de processos de endurecimento: endurecimento de case e endurecimento de superfície. O endurecimento da superfície pode ser feito em dois processos conhecidos como endurecimento diferencial da superfície e endurecimento diferencial da estrutura metálica. A cementação e a nitretação são as duas técnicas utilizadas no processo de endurecimento diferencial de estruturas metálicas. A principal diferença entre cementação e nitretação é que na cementação, o carbono é difundido para a superfície do aço enquanto, no processo de nitretação, o nitrogênio é difundido para a superfície do aço.

Principais áreas cobertas

1. O que é cementação - Definição, Tipos Diferentes 2. O que é nitretação - Definição, Melhoria de Propriedades 3. Qual é a diferença entre cementação e nitretação - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Recozimento, Carburação, Endurecimento de Caso, Carburação a Gás, Endurecimento, Carburação Líquida, Metalurgia, Nitretação, Carburação de Pacote, Endurecimento de Superfície, Revenimento, Carburação a Vácuo

O que é cementação

Na cementação, a liga metálica é colocada em alta temperatura por várias horas em um ambiente carbonáceo. A temperatura deve ser superior à temperatura superior de transformação do metal (temperatura crítica). Em seguida, o carbono é absorvido no aço a partir do ambiente carbonáceo e lentamente difundido nas camadas superficiais.

O ambiente carbonáceo pode ser carvão ou monóxido de carbono. O objetivo da cementação é tornar a superfície do aço dura e resistente ao desgaste. Esta técnica é usada principalmente para aços carbono carbono. Tempos de cementação mais longos aumentam a profundidade do revestimento de carbono. No entanto, neste método, a superfície fica mais dura enquanto o núcleo permanece macio.

Existem quatro formas principais de cementação da seguinte maneira.

Embalagem de cementação

Aqui, os componentes são embalados em um ambiente com alto teor de carbono. Os componentes são aquecidos com a produção de monóxido de carbono (um agente redutor). A redução pelo monóxido de carbono ocorre na superfície do aço com a liberação de carbono que se difunde na superfície devido às altas temperaturas. Então, esse carbono fica endurecido.

Carburação de gás

Aqui, o monóxido de carbono é fornecido ao forno aquecido. O resto do processo é semelhante ao da cementação com gás.

Carburação a Vácuo

Este processo envolve a cementação do aço em um sistema livre de oxigênio e de baixa pressão. Como o sistema é livre de oxigênio, a temperatura pode ser aumentada consideravelmente sem qualquer oxidação da superfície. Temperaturas mais altas aumentam as taxas de difusão de carbono e, portanto, o endurecimento é aumentado.

Carburação Líquida

Aqui, o aço é submerso em um ambiente de carbono liquefeito. A difusão de carbono é mais eficiente neste método.

O que é nitretação

A nitretação é um processo de tratamento térmico que difunde o nitrogênio na superfície de um metal para criar uma superfície endurecida. O processo de nitretação utiliza nitrogênio e calor. Isso geralmente é usado para bombas de injeção de combustível. Neste método, o nitrogênio é difundido para a superfície do aço em vez de carbono. A nitretação pode ser feita em temperaturas mais baixas do que a cementação.

Figura 1: Forno computadorizado para tratamento de nitruração térmica

A difusão do gás nitrogênio normalmente ocorre em baixas temperaturas e o endurecimento ocorre sem resfriamento. Apenas a superfície é endurecida, o núcleo permanece o mesmo. Quando um aço passa pelo processo de nitretação, ele apresenta excelente resistência ao desgaste. A resistência à corrosão também é melhorada. Além disso, a vida útil do aço à fadiga é aprimorada. A propriedade de fadiga é a capacidade do aço de suportar uma tensão sem quebrar.

Diferença entre cementação e nitretação

Definição

Carburação: A cementação é um processo de tratamento térmico que difunde o carbono na superfície de um metal para criar uma superfície endurecida.

Nitretação: A nitretação é um processo de tratamento térmico que difunde o nitrogênio na superfície de um metal para criar uma superfície endurecida.

Componentes

Carburação: A cementação usa um ambiente carbonáceo.

Nitretação: A nitretação usa nitrogênio em vez de carbono.

Temperatura

Carburação: A cementação é feita em temperaturas muito altas.

Nitretação: A nitretação pode ser feita em baixas temperaturas.

Difusão

Carburação: Na cementação, o carbono é difundido na superfície da liga metálica.

Nitretação: Na nitretação, o nitrogênio é difundido na superfície da liga metálica.

Conclusão

A cementação e a nitretação são dois tipos de processos de endurecimento de superfície usados ​​para endurecer a superfície de um aço enquanto o núcleo permanece macio. A principal diferença entre a cementação e a nitretação é que na cementação, o carbono é difundido para a superfície do aço, enquanto no processo de nitretação o nitrogênio é difundido para a superfície do aço.

Referência:

1. “Processo e técnicas de cementação - Quatro métodos de cementação”. Brighthub Engineering, 25 de maio de 2011, disponível aqui.2. “O que é nitretação? - Definição de Corrosionpedia. ” Corrosionpedia, disponível aqui.3. “Nitretação.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 de janeiro de 2018, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Computerized Heat Treatment Furnance” de S zillayali - Própria obra (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia