فولادهای نیتراتاسیون (فولادهای آلیاژی مخصوص شامل عناصر آلومینیوم, کروم, مولیبدن, وانادیوم و…) یکی از مهم‌ترین دسته‌های فولادهای پیشرفته هستند که از طریق فرایند نیتراتاسیون به وجود می‌آیند، در این فرآیند شیمیایی نیتروژن اتمی با عناصر سطح قطعه تماس پیدا کرده و ضمن تشکیل نیتریدهای سخت و پایدار به سطح فولاد نفوذ می‌کند، این فرآیند باعث می‌شود یک لایه سفید در اثر تشکیل نیتریدهای آهن و عناصر آلیاژی و یک لایه ضخیم نفوذی به دلیل حل شدن نیتروژن در شبکه آهن روی سطح فولاد ایجاد گردد، این نفوذ باعث می‌شود سختی‌پذیری و نفوذپذیری فولاد افزایش پیدا کند. این نوع فولاد‌ها به دلیل خصوصیات منحصر به فردشان، در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، ابزارسازی، نفت و گاز، صنایع دریایی و صنایع هوا و فضا کاربرد دارند.
خصوصیت فولادهای نیتراتاسیون
فولادهای نیتراتاسیون، نوعی فولادهای پیشرفته هستند که از فرآیند نیتراتاسیون بهره می‌برند. این فرآیند به واسطه ورود نیتروژن به ساختار فولاد، باعث افزایش مقاومت به سایش، سختی، و مقاومت به خستگی می‌شود. خصوصیت اصلی فولادهای نیتراتاسیون، تشکیل لایه‌های نیتریدی محافظ بر روی سطح فولاد است که موجب بهبود خواص مکانیکی آن می‌شود.
کاربردهای فولادهای نیتراتاسیون
فولادهای نیتراتاسیون به دلیل خصوصیات منحصر به فردشان، در صنایع مختلف بسیاری از قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی، از فولادهای نیتراتاسیون برای تولید انگشتان شیاردار ترمز و دیسک‌های ترمز استفاده می‌شود. در صنایع نفت و گاز، از این نوع فولاد‌ها به عنوان لوله‌ها و سازه‌های مقاوم در برابر خوردگی و سایش استفاده می‌شود. همچنین، در صنایع هوا و فضا نیز از فولادهای نیتراتاسیون برای ساخت اجزاء مهم و حساس استفاده می‌شود.
فرایند تولید فولادهای نیتراتاسیون
فرآیند تولید فولادهای نیتراتاسیون از دو مرحله اصلی تشکیل می‌شود. در مرحله اول، فولاد با یک محیط نیتراتاسیون (معمولاً گاز آمونیاک) در دماهای بالا تعریض می‌شود. نیتروژن موجود در محیط، وارد ساختار فولاد می‌شود و لایه‌های نیتریدی تشکیل می‌دهد. در مرحله دوم، فولاد نیتراته شده، به دمای پایینی که معمولاً در دمای اتاق قرار دارد، خنک شده و ثبات می‌یابد.