Существует несколько методов азотирования: газовое азотирование в аммиаке, азотирование в тлеющем разряде (ионное) и азотирование в жидких средах. В процессе внешнего трения происходит сопротивление разрушению материала поверхностных слоев, вступающих в контактное взаимодействие при относительном перемещении двух тел под нагрузкой.

Поэтому необходимо соблюдение особых требований к материалам, в частности высокой надежности и долговечности деталей, из которых они выполнены. Материалы деталей, находящихся в условиях трения, должны обладать высокой износостойкостью. Процесс азотирования нашел особенно широкое применение в тех случаях, когда основной причиной изнашивания сопряженных деталей является сила трения.

Эти преимущества обуславливают постепенный и непрерывный рост применения азотирования в различных областях промышленности. В нашей стране исследования в области трения и износа также имеют давнюю историю. Изнашивание рассматривается как усталостный процесс, и разрушение поверхностных слоев происходит в результате многократного взаимодействия микронеровностей.

Из нее делают самые разнообразные детали, в том числе детали машин и технологического оборудования, работающие в условиях износа. Существует два механизма формирования нитридов: при взаимной диффузии азота и легирующих элементов в α-твердом растворе и из карбидов легирующих элементов.

В аустенитных же сплавах наблюдается соответствие между твердостью и износостойкостью азотированного слоя в зависимости от температуры азотирования

Высокая твердость азотированного слоя объясняется также и большой растворимостью азота в феррите, легированном переходными элементами. Старение в процессе охлаждения приводит к выделению из твердого раствора легированной γ’-фазы и нитридов легирующих элементов, добавочно повышающих твердость. Измерить давление в баллоне, можно закрыв один из вентилей и открыв другой.

По статистике большинство машин (85-90%) выходят из строя в результате износа поверхностей отдельных деталей. Затраты на ремонт и техническое обслуживание машины в несколько раз превышают ее стоимость. Среди различных способов повышения сопротивляемости изнашиванию основными являются цементация, нитроцементация и азотирование.

Технология азотирования достаточно проста, экологически безопасна, экономична и является, как правило, заключительным этапом обработки изделий. Трение – одно из самых распространенных явлений. Известны два понятия: внутреннее и внешнее трение. Внутренним называется трение, возникающее при относительном перемещении частей одного и того же тела (этот термин чаще всего применяется к жидким и газообразным телам).

А его показателями являются отклонение формы, волнистость и шероховатость. 3.Гюмбель 1920 г., Боуден, Тейбор и др. — рассматривали трение как результат пластического оттеснения материала и преодоления мостиков сварки. Одним из решений данной задачи является изучение механизма разрушения поверхности при трении. Способ азотирования выбирается в соответствии с требованиями к данной детали. При этом ионы газа бомбардируют поверхность детали и нагревают ее до температуры насыщения.

Например, для получения слоя повышенной коррозийной стойкости при азотировании используют смесь аммиака и воздуха. Если требуется хорошая работа детали в условиях коррозионного изнашивания, то применяется высокотемпературное азотирование при температуре 600-1200˚С.

Отработанные газы сжигаются при помощи свечи. Температура в печи контролируется термопарой и регулируется потенциометром

Известен способ насыщения стали азотом в порошках, т.е. в гетерогенной среде, в которой при наложении вибраций и соответствующей аэродинамики создаются условия для интенсивного перемешивания частиц.

Свойства диффузионной зоны определяются уровнем упрочнения и степенью пластичности. Но результаты экспериментов на стали 38Х2МЮА и модельных сплавах Fe+4%Cr показали снижение твердости с увеличением температурно-временных параметров предварительного отпуска. Поэтому в процессе азотирования нитриды образуются уже на подготовленных, обогащенных легирующими элементами областях.

Важной характеристикой структуры азотированного слоя является возникновение и развитие концентрационного поля в стали, упругого и упругопластического взаимодействия диффузионного слоя и сердцевины. Особенность азотирования состоит в том, что в поверхностном слое создаются остаточные напряжения сжатия, что весьма важно с точки зрения триботехнических характеристик.

При азотировании легированных сталей образуются легированные ε и γ’-фазы. Одна из них была предложена Кулоном в 1779 г. и рассматривала трение как результат преодоления сил сцепления между поверхностями и подъема по микронеровностям.