الكربنة مقابل النتردة

تعتبر كل من عملية الكربنة وعملية النتردة من العمليات المهمة لتصلب الأسطح في علم المعادن، مع وجود الاختلافات التالية:
مبادئ العملية

•الكربنةتتضمن هذه العملية تسخين الفولاذ منخفض الكربون أو الفولاذ السبائكي منخفض الكربون في وسط غني بالكربون عند درجة حرارة معينة. يتحلل مصدر الكربون لإنتاج ذرات كربون نشطة، والتي تمتصها سطح الفولاذ وتنتشر إلى الداخل، مما يزيد من محتوى الكربون في سطح الفولاذ.
•النترجةهي عملية تسمح لذرات النيتروجين النشطة باختراق سطح الفولاذ عند درجة حرارة معينة، مما يؤدي إلى تكوين طبقة من النيتريد. تتفاعل ذرات النيتروجين مع عناصر السبائك الموجودة في الفولاذ لتكوين نيتريدات ذات صلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل.
درجة حرارة العملية ووقتها

•الكربنةتتراوح درجة الحرارة عموماً بين 850 درجة مئوية و 950 درجة مئوية. وتستغرق العملية وقتاً طويلاً نسبياً، عادةً من عدة ساعات إلى عشرات الساعات، وذلك حسب العمق المطلوب لطبقة الكربنة.
•النترجةتكون درجة الحرارة منخفضة نسبياً، وتتراوح عادةً بين 500 درجة مئوية و600 درجة مئوية. كما أن الوقت طويل ولكنه أقصر من وقت الكربنة، وعادةً ما يتراوح بين عشرات ومئات الساعات.
خصائص الطبقة المخترقة

•الصلابة ومقاومة التآكل

•الكربنة: يمكن أن تصل صلابة سطح الفولاذ إلى 58-64 HRC بعد الكربنة، مما يدل على صلابة عالية ومقاومة للتآكل.
•النترجة: يمكن أن تصل صلابة سطح الفولاذ إلى 1000-1200 HV بعد عملية النتردة، وهي أعلى من صلابة الكربنة، مع مقاومة أفضل للتآكل.
•قوة التحمل

•الكربنة: يمكنه تحسين مقاومة الفولاذ للإجهاد، وخاصة في إجهاد الانحناء والالتواء.
•النترجةويمكنه أيضًا تحسين مقاومة الفولاذ للإجهاد، لكن تأثيره أضعف نسبيًا من تأثير الكربنة.
•مقاومة التآكل

•الكربنة: مقاومة التآكل بعد عملية الكربنة ضعيفة نسبياً.
•النترجةتتشكل طبقة كثيفة من النيتريد على سطح الفولاذ بعد عملية النتردة، مما يوفر مقاومة أفضل للتآكل.
المواد القابلة للتطبيق

•الكربنةوهو مناسب للفولاذ منخفض الكربون والفولاذ السبائكي منخفض الكربون، ويستخدم غالبًا في تصنيع التروس والأعمدة والأجزاء الأخرى التي تتحمل أحمالًا واحتكاكًا كبيرين.
•النترجةوهو مناسب للفولاذ الذي يحتوي على عناصر سبائكية مثل الألومنيوم والكروم والموليبدينوم. ويُستخدم غالبًا في تصنيع الأجزاء عالية الدقة والمقاومة للتآكل، مثل القوالب وأدوات القياس.
خصائص العملية

•الكربنة

•المزايايمكن الحصول على طبقة كربنة عميقة نسبياً، مما يحسن قدرة تحمل الأجزاء. العملية بسيطة نسبياً وتكلفتها منخفضة.
• العيوب: درجة حرارة الكربنة مرتفعة، مما قد يتسبب بسهولة في تشوه القطعة. يتطلب الأمر معالجة حرارية مثل التبريد السريع بعد الكربنة، مما يزيد من تعقيد العملية.
•النترجة

• تتميز عملية النتردة بانخفاض درجة حرارتها، مما يقلل من تشوه القطعة. كما أنها تُحقق صلابة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل والتآكل الكيميائي. ولا حاجة للتبريد السريع بعد النتردة، مما يُبسط العملية.
•العيوبالطبقة المعالجة بالنتردة رقيقة، ذات قدرة تحمل منخفضة نسبيًا. مدة المعالجة بالنتردة طويلة وتكلفتها مرتفعة.