Химико-термическая обработка металлов
Процесс диффузионного насыщения поверхности металла азотом. Проводится в среде аммиака, газовых смесях или расплавах солей при температурах 500–600 °C. Образует прочный и тонкий упрочняющий слой.
Близкие слова
- азотирование
- насыщение азотом
Нитрование коленчатых валов двигателя позволяет значительно продлить срок их службы за счёт повышения поверхностной твёрдости.
Инженеры выбрали газовое нитрование для обработки шестерён редуктора, чтобы избежать деформации деталей.
Реакция в органической химии
Введение нитрогруппы (-NO2) в состав органического соединения, обычно в ароматическое ядро. Чаще всего осуществляется действием смеси азотной и серной кислот (нитрующая смесь).
Близкие слова
- нитрация
Нитрование бензола является ключевой стадией производства тринитротолуола (тротила).
В лабораторных условиях нитрование фенола проводят с осторожностью из-за возможного образования взрывчатых динитрофенолов.
Особенности металловедческого нитрования
В отличие от цементации, которая насыщает сталь углеродом, нитрование (азотирование) не требует последующей закалки для достижения высокой твёрдости поверхности. Азот образует с легирующими элементами стали (хромом, молибденом, алюминием) очень твёрдые и термостойкие нитриды.
Существует несколько основных методов: газовое (в аммиаке), ионно-плазменное и электрохимическое. Газовое нитрование является классическим и наиболее распространённым в серийном производстве, тогда как ионно-плазменное позволяет контролировать структуру слоя и проводить процесс при более низких температурах.
Различия с цементацией
Часто нитрование сравнивают с цементацией. Главное различие — в насыщающем элементе (азот против углерода) и толщине слоя. Цементация даёт более толстый слой (до 1–2 мм), но требует закалки, что может привести к короблению деталей.
Нитрование создаёт тонкий слой (обычно 0,1–0,6 мм), но обеспечивает исключительно высокую твёрдость (до 1000–1200 HV) и лучшую коррозионную стойкость. Детали после нитрования сохраняют исходные размеры с высокой точностью, что критично для прецизионных механизмов.
Применение в химической промышленности
В органическом синтезе нитрование — одна из важнейших реакций. Полученные нитросоединения служат полуфабрикатами для производства взрывчатых веществ, красителей, лекарственных препаратов и полимеров.
Процесс требует строгого контроля температуры, так как он сильно экзотермичен (выделяется тепло). Перегрев может привести к окислению сырья или взрыву. Поэтому промышленное нитрование проводится в специализированных реакторах с эффективными системами охлаждения.