Tufftride tuz banyosunda nitrürleme 580°C’de ve hazırlanmış Ti alaşımlı pota içine hava enjekte edilmesi şeklinde yapılmaktadır. Ti alaşımlı olması, korozyon direncini arttırmak suretiyle potanın çözünmesini azaltmakta ve böylece banyo bileşimi sabit kalmaktadır.
Banyoda oluşan temel reaksiyonlar;
2CN- + O
2 → 2NCO–
2NCO-+ O
2 → CO
2 –2 + CO + 2N
xFe + [N] → FexN
şeklindedir.
Banyonun N aktivitesi metal içine difüzyonundan dolayı zamanla azalabileceğinden, belirli periyotlarda sisteme CN
- içeren katışkılar yapılmaktadır.
Sistemde oluşan nitrür tabakası nitrasyon sıcaklığı ve zamana göre τ' ve ε-Nitrürlerini içermektedir. Alaşım elementleri ve oranına göre de beyaz tabaka kalınlığı ve sertlikleri değişmektedir.
Buna paralel olarak da alaşım elementlerinin artması N’un daha ileriye difüzyonunu zorlaştıracağından difüzyon zonu azalmaktadır.
Banyoda demir ile C,N ve az miktarda oksijenle etkileşim içerisindedir. Eğer ortamda % 7-9 arasında N mevcutsa C oranı %1 civarındadır. Bileşik zonu içinde çözünen %1 C bileşiminden dolayı zaman zaman tuz banyosunda yapılan nitrasyon işlemlerine nitrokarbürizasyon da denmektedir. Bu durumda bileşik zonu 0-30 µ arasında değişmektedir.
Difüzyon tabakasının sertliği alaşım elementleri oranıyla daha etkili olmaktadırlar. Özellikle alaşımlı çelikler alaşımsız çeliklere göre düşük N penetrasyonu olurken oluşturdukları sert metal (beyaz tabaka altında) nitrürlerinden dolayı oldukça yüksek yüzey altı sertliği vermektedir.
Önerilen Makale: Çelik profil malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için
ıpe çelik profil nedir sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
Metalografik olarak difüzyon tabakası ile göbek mikroyapısı alaşımlı çeliklerde kolayca ayırt edilirken alaşımsız çeliklerde ayırt edilmesi daha zordur. Difüzyon tabakası dağlama sonrası siyah bölgeyle tanımlansa da gerçek difüzyon tabakası kalınlığı daha derindir.
Beyaz tabaka ya da bileşik tabaka kalınlığı diğer işlemlere göre daha hızlı oluşmaktadır. Sursulf tuz banyosuna daldırılan %0.10 C çelikte 1.5 saatte 8-10 µ kalınlık elde edilirken tufftride tuz banyosunda 25-30 µ kalınlık elde edilmektedir.
Tufftride tuz banyosunda yapılan nitrürleme sonrası malzemenin sertliği, aşınma mukavemeti, korozyon direnci yanında çekme mukavemetleri de artmaktadır.
