État de l’art de la maîtrise et du contrôle de la nitruration et de la nitrocarburation
Le potentiel nitrurant est basé sur l’exploitation du diagramme de Lehrer. Ses phases sont la résultante des proportions entre celles-ci : ammoniac, hydrogène et fer pur. Dans les cycles industriels de nitruration, avec l’influence des matériaux traités et des pièces, les résultats peuvent être différents de ceux prévus par le diagramme. Comment mesurer les paramètres ? Quels seront leurs effets sur les mesures du potentiel nitrurant ?
Figure 1 : Diagramme de Lehrer. Température,
pN2 p Fe-N [1, 2].
Figure 2 : Diagramme des phases Fe-N-C à 575 °C %
pondéraux N, C [3].
Figure 3 : Diagramme Nicarm [4]. Coupe à 575 °C en % atomique.
Tableau 1 : Pression partielle d’hydrogène et vitesse relative de réaction à 570°C, KN =3 bar ½ pour différentes valeurs de pression [7].
Tableau 2 : Pression partielle d’hydrogène et vitesse relative de réaction à 570 °C, KN =3 bar ½ pour différentes valeurs de dilution de l’atmosphère.
Figure 4 : Diagramme de Lehrer modifié pour un alliage ferreux à 0,5%C en poids et pour un acier AISI 4140.
Figure 5 : Vitesse de réaction de la dissociation de l’ammoniac en fonction de la température pour une réaction de surface donnée.
Figure 6 : Plages des valeurs de KN – KCB à 580°C lors de l’emploi d’un mélange NH3/CO2, d’un mélange NH3/endo (20%CO)/air, d’un mélange NH3/CO/CO2.
Figure 7 : Pilotage du KCB pour un procédé de nitrocarburation à 570 °C, 4h, KN = 1, KCB = 0,3.
Figure 8 : Pilotage du KN pour un procédé de nitrocarburation à 570 °C, 4h, KN = 1, KCB = 0,3.
Tableau 3 : Teneurs en N et C d’aciers nitrocarburés (à 570 °C KN = 1, KCB = 0,3).
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