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Consiste na introdução de azoto, sob a forma de nitretos de ferro, numa película superficial do aço, obtendo-se grande dureza superficial. Aplica-se este processo quando se pretende conferir uma dureza superior ou uma grande resistência ao desgaste. Em princípio, qualque aço pode sofrer nitruração. Entretanto, somente aqueles que contém quantidades suficientes de elementos capazes de formar nitretos especiais (alumínio, cromo, molibdênio, tungstênio, vanádio) obterão as durezas superficiais máximas. Os aços que possuem apenas uma porcentagem mínima desses elementos apresentarão, após a nitruração, somente um pequeno aumento da dureza superficial, conhecida como nitruração macia. Num grande número de casos, a nitruração aumenta consideravelmente a duração das ferramentas ou dos elementos de construção. A nitruração é efetuada no estado gasoso, sendo um processo que pode demorar de 20 a 60 horas. Deve-se levar em conta que a camada nitrurada é muito frágil e fina, não devendo ser exposta a choques ou grandes esforços locais de compressão. Depois da nitruração não é necessário realizar qualquer outro tratamento.
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