Modélisation de la croissance des couches de nitrures de fer au cours de la nitruration de substrats en fer pur

Modelling of iron nitride layers’growth during nitriding of pure iron substrates

Résumé

La croissance des couches de nitrures de fer au cours d’un traitement de nitruration de substrats en fer pur a été modélisée. Le modèle résout numériquement, en utilisant la méthode des volumes finis, l’équation de la diffusion en régime transitoire pour une géométrie monodimensionnelle. Il permet de prendre en compte des conditions aux limites à la surface telles qu’une variation du titre massique en azote atomique au cours du temps ou une variation de densité de flux. Le modèle présenté a été validé par des expériences où les conditions à la surface étaient des conditions de titres massiques en azote constants. Ce modèle a été utilisé dans le cas du traitement de tiges en fer pur par un procédé de nitruration fonctionnant en post-décharge micro-ondes. Les applications numériques de ce modèle, rassemblées sous forme d’abaques, illustrent le mode de croissance des couches de nitrures de fer, qui diffère selon les conditions de surface imposées.