Nitruración gaseosa de aceros y fundiciones

Los aceros después de haber sido procesados térmicamente adquieren cualidades ventajosas para su utilización en los distintos campos de la industria. Un buen tratamiento térmico tiene por finalidad proporcionarle las mejores características mecánicas a los aceros.

La nitruración es uno de esos procedimientos y su forma mas eficaz es el tratamiento gaseoso.
Mediante el tratamiento a una temperatura uniforme de 500 c en todo el contenido del horno y con la presencia de una exacta disociación de amoniaco, esos aceros adquieren capas superficiales de dureza elevada y excelente tenacidad en sus núcleos. No requieren otro procedimiento térmico posterior como sucede con los aceros Cementados, los que necesitan ser templados y revenidos, lo cual disminuye considerablemente las deformaciones y permite entonces el proceso en piezas terminadas.

En la NITRURACION el agente de penetración es el nitrógeno, así como en la cementación lo es el carbono. Fundamentalmente, el nitrógeno atómico es el agente en la nitruración gaseosa. El nitrógeno que se emplea en el proceso proviene del amoniaco que, al ponerse a elevada temperatura en contacto con el acero caliente que actúa como un verdadero agente catalizador, se disocia en nitrógeno e hidrogeno atómicos. Una pequeña proporción del nitrógeno reacciona en el acero, el resto se transforma rápidamente en nitrógeno molecular inerte. También, en los primeros momentos el hidrogeno se encuentra en estado atómico, pasando prontamente al estado molecular.

El mecanismo de la NITRURACION GASEOSA difiere de la cementación. En estas se emplean temperaturas elevadas para facilitar la solubilidad del carbono en la austenita, y la nitruración se efectúa a una temperatura de unos 500 °C, inferior a la autectoide (590°C) en la que el porcentaje de nitrógeno que se puede disolver en el acero es muy pequeño. No se emplean temperaturas más elevadas porque, aunque de esa forma la penetración del nitrógeno seria más fácil y rápida, se obtendría capas nitruradas muy frágiles sin utilidad práctica para la industria.

La difusión del nitrógeno hacia el interior se efectúa mas difícilmente en los aceros aleados que en los aceros ordinarios al carbono, pero solo en los primeros se producen capas superficiales de gran dureza y bien adheridas, debido a que los elementos aleados favorecen la formación de Nitruros en las capas periféricas, sean estos de aluminio, cromo, molibdeno, vanadio etc.

Se emplea para la NITRURACION una fundición especial, que permite obtener una estructura fina y homogénea y una capa nitrurada no frágil, de dureza y espesor constante. Se aplica a esta fundición un tratamiento térmico previo mediante temple y revenido que da lugar a la estructura sorbitica, que conviene particularmente para el logro de una capa nitrurada muy dura y tenaz. Estas fundiciones destinadas a la nitruración son igualmente de cromo aluminio y sus características mecánicas son muy superiores a las de las fundiciones ordinarias.-

Cuando la NITRURACION se realiza a temperatura conveniente (500°c), los micros constituyentes de la capa exterior son muy difíciles de observar. La penetración del nitrógeno es lenta y con 60 horas de nitruración solo se puede conseguir una capa dura de 0.6 mm de profundidad, siendo aconsejable para una mayor penetración –que oscila desde los 0.7 mm hasta 1 mm de profundidad- el proceso de 72 a 90 horas.

La causa directa del aumento de dureza y resistencia a la fatiga de la capa nitrurada es que los Nitruros que se forman en el proceso originan una fuerte deformación de la red cristalina del acero en su zona periférica.