Diferencia entre carburación y nitruración

Diferencia principal - Carburación vs nitruración

El tratamiento térmico es el uso de calor para modificar las propiedades de un material, especialmente en metalurgia. El tratamiento térmico se realiza mediante calentamiento y enfriamiento de sustancias. Se utiliza para alterar una o más propiedades químicas y físicas con el fin de obtener propiedades deseables, tales como mayor resistencia, mayor dureza, resistencia al impacto, suavizado y aumentar la ductilidad. Hay cuatro tipos principales de métodos de tratamiento térmico como recocido, revenido, endurecimiento y normalización. El endurecimiento es el proceso de aumentar la dureza de un metal. Hay dos tipos principales de procesos de endurecimiento como el endurecimiento de la carcasa y el endurecimiento de la superficie. El endurecimiento de la superficie se puede realizar en dos procesos conocidos como endurecimiento diferencial de la superficie y endurecimiento diferencial de la estructura metálica. La carburación y la nitruración son las dos técnicas utilizadas en el proceso de endurecimiento diferencial de la estructura metálica. La principal diferencia entre carburación y nitruración es que en la carburación, el carbono se difunde a la superficie del acero mientras que, en el proceso de nitruración, el nitrógeno se difunde a la superficie del acero.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es la carburación?
     - Definición, diferentes tipos
2. ¿Qué es la nitruración?
     - Definición, Mejora de Propiedades.
3. ¿Cuál es la diferencia entre carburación y nitruración?
     - Comparación de diferencias clave

Términos clave: recocido, carburación, endurecimiento de la carcasa, carburación de gas, endurecimiento, carburación líquida, metalurgia, nitruración, carburación en paquete, endurecimiento de la superficie, revenido, carburación al vacío

¿Qué es la carburación?

En la carburación, la aleación de metal se coloca a una temperatura alta durante varias horas en un ambiente carbonoso. La temperatura debe ser más alta que la temperatura de transformación superior del metal (temperatura crítica). Luego, el carbono se absorbe en el acero del ambiente carbonoso y se difunde lentamente en las capas superficiales..

El ambiente carbonoso puede ser carbón vegetal o monóxido de carbono. El propósito de la carburación es hacer que la superficie del acero sea dura y resistente al desgaste. Esta técnica se utiliza principalmente para aceros al carbono suaves. Los tiempos de carburación más largos aumentan la profundidad del recubrimiento de carbono. Sin embargo, en este método, la superficie se vuelve más dura mientras el núcleo permanece blando..

Hay cuatro formas principales de carburación de la siguiente manera.

Paquete de carburación

Aquí, los componentes se empaquetan en un entorno con un alto contenido de carbono. Los componentes se calientan con la producción de monóxido de carbono (un agente reductor). La reducción por monóxido de carbono se produce en la superficie del acero con la liberación de carbono que se difunde en la superficie debido a las altas temperaturas. Entonces este carbono se endurece..

Carburación de gas

Aquí, el monóxido de carbono se suministra al horno calentado. El resto del proceso es similar al de la carburación de gas..

Carburación al vacío

Este proceso implica la carburación del acero en una baja presión sin oxígeno. Dado que el sistema no tiene oxígeno, la temperatura puede aumentar considerablemente sin que se produzca oxidación en la superficie. Las temperaturas más altas aumentan las tasas de difusión de carbono y, por lo tanto, aumenta el endurecimiento..

Carburación líquida

Aquí, el acero se sumerge en un ambiente de carbón licuado. La difusión de carbono es más eficiente en este método..

¿Qué es la nitruración?

La nitruración es un proceso de tratamiento térmico que difunde nitrógeno en la superficie de un metal para crear una superficie endurecida. El proceso de nitruración utiliza nitrógeno y calor. Esto se utiliza generalmente para bombas de inyección de combustible. En este método, el nitrógeno se difunde a la superficie del acero en lugar de carbono. La nitruración se puede hacer a temperaturas más bajas que la carburación..

Figura 1: Un horno de tratamiento computarizado de nitruración por calor

La difusión de gas nitrógeno normalmente se produce a bajas temperaturas, y el endurecimiento se produce sin enfriamiento. Sólo la superficie está endurecida, el núcleo sigue siendo el mismo. Cuando un acero se ha sometido a un proceso de nitruración, tiene una excelente resistencia al desgaste. La resistencia a la corrosión también se mejora. Además, se mejora la vida útil de la fatiga del acero. La propiedad de fatiga es la capacidad del acero para soportar una tensión sin romperse.

Diferencia entre carburación y nitruración

Definición

Carburación: La carburación es un proceso de tratamiento térmico que difunde carbono en la superficie de un metal para crear una superficie endurecida..

Nitruración La nitruración es un proceso de tratamiento térmico que difunde nitrógeno en la superficie de un metal para crear una superficie endurecida..

Componentes

Carburación: La carburación utiliza un ambiente carbonoso..

Nitruración La nitruración utiliza nitrógeno en lugar de carbono..

Temperatura

Carburación: La carburación se realiza a muy altas temperaturas..

Nitruración La nitruración se puede hacer a bajas temperaturas..

Difusión

Carburación: En la carburación, el carbono se difunde sobre la superficie de la aleación de metal..

Nitruración En nitruración, el nitrógeno se difunde sobre la superficie de la aleación de metal..

Conclusión

La carburación y la nitruración son dos tipos de procesos de endurecimiento de la superficie que se utilizan para hacer que la superficie de acero se endurezca mientras el núcleo permanece blando. La principal diferencia entre carburación y nitruración es que, al carburar, el carbono se difunde a la superficie del acero, mientras que, en el proceso de nitruración, el nitrógeno se difunde a la superficie del acero..

Referencia:

1. “Técnicas y procesos de carburación: cuatro métodos de carburación”. Brighthub Engineering, 25 de mayo de 2011, disponible aquí.
2. “¿Qué es la nitruración? - Definición de Corrosionpedia. ”Corrosionpedia, disponible aquí.
3. “Nitriding”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 de enero de 2018, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. “Suministro de tratamiento térmico computarizado” por S zillayali - Trabajo propio (CC BY 3.0) a través de Commons Wikimedia