Processen begynder med det omhyggelige valg af basislegeringen. Stålkvaliteter, der indeholder legeringselementer, såsom krom, molybdæn og vanadium, bruges til nitridering. Disse elementer forbedrer materialets evne til at danne et hårdt, holdbart nitrideret lag, når de udsættes for nitrideprocessen. Den valgte legering skal også have det relevante kulstofindhold og mekaniske egenskaber for at modstå spændingerne ved smedning og efterfølgende nitriding uden at gå på kompromis med dens integritet.
Opvarmning af stålet til den passende temperatur er afgørende for at sikre, at materialet bliver formbart nok til at smede, mens den forhindrer overdreven kornvækst eller uønskede ændringer i mikrostrukturen. Smedede nitriding legering firkantede stålstænger opvarmes i en elektrisk eller gasovn, der når temperaturer mellem 1.100 ° F til 1.200 ° F (593 ° C til 649 ° C). Opvarmningsprocessen kontrolleres omhyggeligt for at undgå overophedning, hvilket kan føre til oxidation eller overdreven dannelse af carbid, som begge ville have negativ indflydelse på stålens ydelse.
Når materialet når den rette temperatur, overføres det til smedningspressen eller hammeren. Smedningsprocessen involverer anvendelse af kontrolleret kraft til at forme stålet til de ønskede dimensioner. Dette trin er kritisk for at justere kornstrukturen i stålet og forbedre dens mekaniske egenskaber. Stålet presses eller hamres i en firkantet stangform, hvilket sikrer, at der ikke er nogen revner eller defekter i materialet. Smedningsprocessen forbedrer også den interne struktur, fremmer ensartethed og forbedrer stålens styrke og duktilitet.
Efter smedningsprocessen udsættes stålstængerne for en kontrolleret afkølingsproces, som er vigtig for at indstille materialets mekaniske egenskaber. Afkøling kan udføres gennem luftkøling eller olieudslip, afhængigt af stålkvaliteten og ønskede endelige egenskaber. Slukning fremskynder køleprocessen for at øge hårdheden, men kølingshastigheden skal kontrolleres for at forhindre termisk chok, hvilket kan forårsage revner eller fordrejning. Målet er at opnå en fin mikrostruktur med optimal hårdhed og styrke til efterfølgende nitridering.
I nitrideringstrinnet udsættes de smedte stålstænger for et nitrogenrigt miljø for at danne en hård, slidbestandig nitrideret overflade. Processen kan udføres ved hjælp af enten gasnitridering (ammoniakgas) eller plasmabelægning, som begge involverer at udsætte materialet for nitrogen ved temperaturer mellem 900 ° F og 1.000 ° F (482 ° C og 538 ° C). Under denne proces diffunderer nitrogenatomer i ståloverfladen, hvilket skaber et hærdet lag kaldet "hvidt lag." Dette kvælede lag forbedrer signifikant overfladehårdhed, slidstyrke og træthedsstyrke. Dybden af det nitridede lag kan kontrolleres nøjagtigt, afhængigt af kravene i slutapplikationen.
Når nitrideprocessen er afsluttet, gennemgår stålbjælkerne strenge kvalitetskontrolprocedurer. Disse inspektioner inkluderer typisk hårdhedstest, hvilket sikrer, at den nitridede overflade har nået det ønskede hårdhedsniveau. Overfladeintegritet kontrolleres også for at detektere eventuelle defekter, såsom revner, grober eller uoverensstemmelser i det nitridede lag. Ikke-destruktive testmetoder, såsom måling af overfladefremhed eller mikrostrukturel analyse, kan også anvendes til at vurdere ensartetheden og kvaliteten af den nitridede overflade.
