Nitruration

La nitruration est un traitement de surface qui consiste à incorporer de l'azote dans la couche superficielle d'un acier, pour en modifier les propriétés mécaniques. Lorsqu'il est chauffé en présence d'acier à des températures comprises entre et , l'ammoniac se décompose relativement lentement en ammoniac craqué, composé d'un mélange de deux gaz, l'hydrogène (H2) et l'azote (N2); ce dernier réagit simultanément avec le fer en diffusant sur les couches superficielles du métal traité. Il provoque la formation d'un film superficiel de nitrures de fer, appelé couche de combinaison, à partir duquel les atomes d'azote diffusent en direction du cœur de la pièce. Ce traitement, appelé nitruration, peut, selon la composition de l'acier, entraîner un accroissement très important de la dureté superficielle. Il existe 3 procédés : la nitruration en phase liquide : bains de sels à base de cyanures ; la nitruration gazeuse : dissociation de l'ammoniac et décomposition au contact de l'acier ; la nitruration ionique. Le traitement (ou procédé) de nitruration est un traitement superficiel qui consiste à plonger des pièces en alliages ferreux spéciaux (aciers au chrome-aluminium) dans un milieu susceptible de céder de l'azote (autrefois appelé nitre) en surface, à une température comprise entre et où l'azote peut diffuser de la surface vers le cœur de la pièce. Une fois le traitement effectué on peut observer deux couches : la couche de combinaison, en surface, d’une épaisseur approximative de 20 μm, elle est composée de nitrures ε et γ’ ; la couche de diffusion plus épaisse (100 à 1000 μm), si le métal contient des éléments d’alliage il se forme des précipités de nitrures finement dispersés dans la zone de diffusion. Ces précipitations conduisent à un durcissement important, les niveaux de dureté obtenus sont compris entre 400 et 1300 HV (dureté Vickers) et cette dureté peut être conservée jusqu'à des températures de l'ordre de . La couche de diffusion est donc plus dure que la couche de combinaison.