Beim Stickstoffglühen wird Stickstoff als Hauptatmosphäre in einem Glühofen verwendet, um Oxidation zu verhindern und die chemischen Reaktionen während des Erhitzungs- und Abkühlungsprozesses zu steuern. Stickstoff wird gegenüber Sauerstoff bevorzugt, da er inert ist und somit das Risiko der Materialoxidation verringert. Reiner Stickstoff (100 %) wird jedoch nur selten verwendet, da er Luft (Sauerstoff) nicht wirksam ausschließen kann. Stattdessen wird Stickstoff häufig mit Kohlenwasserstoffen oder Methanol gemischt, um eine kontrollierte Atmosphäre zu schaffen, die für verschiedene Glühprozesse geeignet ist.
Ausführliche Erläuterung:
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Zweck der Stickstoffatmosphäre beim Glühen:
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Stickstoff wird beim Glühen verwendet, um eine inerte Atmosphäre zu schaffen, die die Oxidation und andere unerwünschte chemische Reaktionen minimiert. Der reaktionsfreudige Sauerstoff kann durch Oxidation zu einer Verschlechterung des Materials führen. Stickstoff, der weniger reaktiv ist, sorgt für eine stabile Umgebung, die das Material während des Glühvorgangs schützt.Stickstoffspülung und Spülung:
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Vor dem eigentlichen Glühvorgang wird eine Stickstoffspülung durchgeführt, um die atmosphärische Luft zu entfernen und den Sauerstoffgehalt auf weniger als 1 % zu reduzieren. Dieser Schritt ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Ofenatmosphäre so inert wie möglich ist und jegliche Oxidation während der Erhitzungsphase verhindert wird.
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Zusammensetzung der Stickstoffatmosphäre:
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Reine Stickstoffatmosphären werden beim Glühen in der Regel nicht verwendet, da sie den Sauerstoff nicht wirksam ausschließen. Stattdessen wird Stickstoff oft mit geringen Anteilen von Kohlenwasserstoffgasen (wie Methan, Propan oder Propylen) gemischt oder mit Methanol kombiniert. Diese Mischungen tragen dazu bei, eine kontrolliertere und geeignetere Atmosphäre für das Glühen zu schaffen, da sie je nach den spezifischen Anforderungen eingestellt werden können (siehe Tabelle 1).Reaktivität von Stickstoff:
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Stickstoff gilt im Allgemeinen als neutral, kann aber unter bestimmten Bedingungen mit Eisen und Legierungen reagieren und Nitride bilden, die die Oberflächenhärte erhöhen und möglicherweise zu Sprödigkeit führen. Diese Reaktion tritt in der Regel auf, wenn atomarer Stickstoff verwendet wird, d. h. eine Form von Stickstoffgas, das gecrackt wurde, um reaktiven atomaren Stickstoff zu erhalten. Für ein erfolgreiches Glühen von kohlenstoffarmen Stählen ist sauberer und trockener Stickstoff unerlässlich, um Oberflächenoxidation und Entkohlung zu verhindern.
Anwendungen von Stickstoffatmosphären:
