ينطوي التلدين بالنيتروجين على استخدام النيتروجين كجو أساسي داخل فرن التلدين لمنع الأكسدة والتحكم في التفاعلات الكيميائية أثناء عمليات التسخين والتبريد. ويفضل النيتروجين على الأكسجين بسبب طبيعته الخاملة، مما يقلل من خطر أكسدة المواد. ومع ذلك، نادرًا ما يتم استخدام النيتروجين النقي (100%) بسبب عدم قدرته على استبعاد الهواء (الأكسجين) بشكل فعال؛ وبدلاً من ذلك، غالبًا ما يتم مزج النيتروجين مع الهيدروكربونات أو الميثانول لخلق جو متحكم فيه مناسب لعمليات التلدين المختلفة.
شرح مفصل:
-
الغرض من الغلاف الجوي للنيتروجين في التلدين:
-
يُستخدم النيتروجين في التلدين لخلق جو خامل يقلل من الأكسدة والتفاعلات الكيميائية الأخرى غير المرغوب فيها. يمكن أن يؤدي الأكسجين، كونه تفاعليًا، إلى تدهور المواد من خلال الأكسدة. يوفر النيتروجين، كونه أقل تفاعلاً، بيئة مستقرة تحمي المادة أثناء عملية التلدين.التطهير والتنظيف بالنيتروجين:
-
قبل عملية التلدين الفعلية، يتم استخدام التنظيف بالنيتروجين لإزالة الهواء الجوي، مما يقلل من محتوى الأكسجين إلى أقل من 1%. هذه الخطوة ضرورية لضمان أن يكون جو الفرن خاملًا قدر الإمكان، مما يمنع أي أكسدة أثناء مرحلة التسخين.
-
تكوين الغلاف الجوي للنيتروجين:
-
لا تُستخدم أجواء النيتروجين النقي بشكل شائع في التلدين لأنها لا تستبعد الأكسجين بشكل فعال. وبدلاً من ذلك، غالبًا ما يتم خلط النيتروجين بنسب صغيرة من الغازات الهيدروكربونية (مثل الميثان أو البروبان أو البروبيلين) أو يتم دمجه مع الميثانول. تساعد هذه الخلطات في خلق جو أكثر تحكمًا وملاءمة للتلدين، حيث يمكن تعديلها وفقًا لمتطلبات محددة (كما هو موضح في الجدول 1).تفاعلية النيتروجين:
-
يعتبر النيتروجين محايدًا بشكل عام، ولكن يمكن أن يتفاعل مع الحديد والسبائك في ظل ظروف معينة، مكونًا نيتريدات تزيد من صلابة السطح ويحتمل أن تسبب هشاشة. ويحدث هذا التفاعل عادةً عند استخدام النيتروجين الذري، وهو شكل من أشكال غاز النيتروجين الذي تم تكسيره لتوفير النيتروجين الذري التفاعلي. لنجاح عملية التلدين الناجح للفولاذ منخفض الكربون، يعد النيتروجين النظيف والجاف ضروريًا لمنع أكسدة السطح وإزالة الكربنة.
تطبيقات الغلاف الجوي للنيتروجين:
