Stickstoff wird beim Glühen in erster Linie verwendet, um eine inerte Atmosphäre zu schaffen, die die Oxidation und Entkohlung des zu behandelnden Metalls verhindert.
Dies ist von entscheidender Bedeutung, da Sauerstoff, der reaktiv ist, eine Oxidation des Materials verursachen kann, was zu unerwünschten Veränderungen der Metalleigenschaften führt.
Stickstoff ist ein nicht reaktives Gas, das während der Erhitzungs- und Abkühlungsphasen des Glühens eine effektive Schutzumgebung schafft.
Warum Stickstoff im Glühprozess verwendet wird: 5 Hauptvorteile
1. Verhinderung von Oxidation
Stickstoff wird verwendet, um die Ofenumgebung zu reinigen und den Sauerstoffgehalt auf weniger als 1 % zu reduzieren.
Dies wird durch eine Stickstoffspülung erreicht, bei der die atmosphärische Luft abgesaugt wird.
Eine sauerstoffarme Umgebung ist wichtig, um die Oxidation der Metalloberfläche zu verhindern, die deren Qualität und mechanische Eigenschaften beeinträchtigen kann.
2. Inerte Atmosphäre
Obwohl eine 100%ige Stickstoffgasatmosphäre selten verwendet wird, wird Stickstoff häufig mit Kohlenwasserstoffen (wie Propan, Propylen und Methan), Methanol oder Wasserstoff gemischt, um eine kontrolliertere und effektivere Glühumgebung zu schaffen.
Diese gemischten Atmosphären werden zum Glühen verschiedener Werkzeuge und Komponenten verwendet, darunter Schrauben, Federn, Industrienadeln, Lager, Kettenplatten, Sägeblätter und Nichteisenmetalle wie Kupfer, Aluminium und Messing.
3. Kontrolle der Entkohlung
Stickstoff spielt eine entscheidende Rolle im Entkohlungsprozess von Stahlwerkstoffen.
Bei der Entkohlung geht Kohlenstoff von der Stahloberfläche verloren, was den Stahl schwächen kann.
Stickstoff trägt zur Kontrolle dieses Prozesses bei, indem er eine neutrale Atmosphäre aufrechterhält, die die Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff nicht fördert und so den Kohlenstoffgehalt im Stahl bewahrt.
4. Metallurgische Ergebnisse
Die Verwendung von Stickstoff beim Glühen ist Teil des allgemeinen Trends in der Wärmebehandlungstechnologie hin zu besser steuerbaren metallurgischen Ergebnissen.
Stickstoff wird zusammen mit anderen Gasen wie Argon und Kohlendioxid verwendet, um die Eigenschaften des Metalls, wie Härte, Duktilität und Bearbeitbarkeit, fein abzustimmen.
Diese Präzision ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Metallteile bestimmte Normen erfüllen und in den vorgesehenen Anwendungen optimal funktionieren.
5. Chemische Beständigkeit
Stickstoff ist als molekularer Stickstoff chemisch stabil und reagiert nicht mit Ferrit, wodurch er sich ideal zum Glühen von kohlenstoffarmen Stählen eignet.
Die Stickstoffsorte muss jedoch sorgfältig ausgewählt werden, um das Vorhandensein von Feuchtigkeit zu vermeiden, die zu Oberflächenoxidation und Entkohlung führen könnte.
In einigen fortgeschrittenen Anwendungen kann atomarer Stickstoff kurzzeitig mit Eisen reagieren und Nitride bilden, was die Oberflächenhärte erhöht, aber möglicherweise zu Sprödigkeit führt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Stickstoff beim Glühen verwendet wird, um eine kontrollierte, inerte Atmosphäre zu schaffen, die unerwünschte chemische Reaktionen wie Oxidation und Entkohlung verhindert und so die mechanischen Eigenschaften der Metallteile erhält und verbessert.
Dies macht Stickstoff zu einer entscheidenden Komponente für die Präzision und Wirksamkeit des Glühprozesses.
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