Kapitel 2 Bestämning av ythärdat skiktdjup
Genom kemisk värmebehandling (släckning av uppkolning, släckning av karbonitrering, nitrering, etc.) eller ytvärmebehandling (induktionssläckning, släckning av lågor, släckning av elektronstrålar, etc.), samt metallinfiltration och icke-metallinfiltration, ytan av metall delar kan behandlas till ett visst djup. Härdat lager för att passa servicekrav. På förutsättningen att fastställa definitionen av det härdade skiktet, kan hårdhetsgradientmetoden användas för att mäta djupet av det härdade skiktet. När det finns ett tydligt gränssnitt mellan det härdade skiktet och matrisen kan den metallografiska metoden också användas.
För beredning av prover bör de allmänna kraven för beredning av metallografiska prover följas (se kapitel 5, avsnitt 5.1). Provet måste monteras för att skydda ytkanten av provet från att bli avfasat; provet måste eroderas normalt för metallografisk testning eller för att förstå hårdhetsskiktsfördelningen när hårdhetsmetoden används. Vid mätning av hårdhet rekommenderas det att göra det i polerat tillstånd.
2.1 Allmänna regler för bestämning av ythärdat skiktdjup
Bestämningen av djupet på det härdade skiktet som erhålls under specifika processförhållanden bör utföras i enlighet med kraven i relevanta teststandarder och tekniska protokoll.
2.1.1 Provval och provberedning
Proverna för att mäta djupet på det ythärdade skiktet bör tas från delarna efter det att den specifika processen är avslutad. Ytan och kvantiteten som tas bör anges i processdokumenten, och de prover som levereras med ugnen kan också väljas enligt bestämmelserna.
Djupet på det ythärdade skiktet bör mätas på ett tvärsnitt vinkelrätt mot det härdade skiktet. Provytan bör omfatta hela det härdade skiktet och en del av kärnstrukturen, och bör vara så nära som möjligt den axiella riktningen för delen eller det område som anges i det tekniska avtalet.
För tunna härdade lagerprover kan kilformade prover användas, som visas i figur 2-1. Stegprover kan också användas för att fastställa gränserna för ythärdat lagerdjup. Höjden på varje steg i stegprovet är 0.05 mm eller 0,10 mm, och dess yta och varje stegyta måste slipas och bearbetas, som visas i figur 2-2.
bild
2.1.2 Bestämning av hårdhetsgradient
Hårdhetsmetoden används för att bestämma djupet på det ythärdade lagret, vilket baseras på hårdhetsgradientkurvan från ytan till insidan.
Hårdhetsgradienten mäts vanligtvis med Vickers hårdhetstestare, men Knoop hårdhetstestare kan också användas under de villkor som avtalats av båda parter i avtalet. Det tillämpliga området för testkraft kan vara {{0}}.9807~9.807N (0.1~1kgf).
Hårdhetsgradienten mäts på två eller flera platser efter överenskommelse mellan parterna i avtalet. Mätresultaten på varje plats ska ritas som en hårdhetsförändringskurva i förhållande till avståndet från ytan.
Hårdhetsmätningens position visas i tabellmetoden i figur {{0}}. Inom bredden W på 1,5 mm mäts Vickers hårdhet på en eller flera parallella linjer vinkelräta mot ytan. Avståndet mellan dessa parallella linjer bör överensstämma med Vickers hårdhetsteststandardkrav. Avståndet (Δd) mellan var och en av två intilliggande fördjupningar bör inte vara mindre än de normala tiderna för indragningens diagonal. Avståndsskillnaden (d2-d1) mellan mitten av på varandra följande fördjupningar och ytan bör inte överstiga 0,1 mm. Noggrannheten för att mäta avståndet från fördjupningens centrum till ytan bör vara inom ± 25 μm.
bild
Mitt-till-yta-avståndet för den första fördjupningen (d1) på ytan bör vara minst 2,5 gånger diagonalen för Vickers hårdhetsfördjupning.
Baserat på uppmätta data kan kurvan som visas i figur 2-4 ritas, och motsvarande härdade lagerdjup kan erhållas baserat på definitionerna av olika härdade lagerdjup.
bild
2.2 Bestämning av djupet av uppkolat eller karbonitrerat kylt härdat lager av ståldelar
Djupet på det uppkolade eller karbonitrerade härdade härdade lagret av ståldelar (större än 0,3 mm) mäts i allmänhet med den metod som anges i GB/T 9450-2005 "Bestämning och verifiering av djupet av den uppkolade och kylda härdade lager av ståldelar". Denna metod Det är också den enda skiljeförfarandet.
2.2.1 Definition av djupet för uppkolnings- och härdningshärdat skikt
GB/T 9450-2005 anger att det vertikala avståndet från delens yta till den punkt där Vickers hårdhetsvärde är 550HV1 är djupet på det uppkolande och härdande härdade lagret. Denna 550HV1 kallas gränshårdhetsvärdet. Denna definition gäller arbetsstycket som har karburerats eller karbonitrerats och kylts, och hårdhetsvärdet på djupet av det härdade härdade lagret från ytan (definierat som mitten) är mindre än 450HV. När punkten är högre än 450HV bör ett specifikt värde större än 550HV (med 25HV som första nivå) väljas som gränshårdhet. Om kärnhårdhetsvärdet på denna plats är 470HV, bör gränsvärdet för hårdhet sättas till 575HV. Om det finns ett annat tekniskt avtal kommer avtalets bestämmelser att genomföras.
2.2.2 Bestämning av härdat lagerdjup med hårdhetsmetod
Använd en belastning på {{0}}.9807~9.807N (vanligtvis: 0.9807~2.942N) för att mäta hårdhetsgradientkurvan från ytan till insidan enligt metoden som introducerades i avsnitt 2.1. I allmänhet bör två eller flera hårdhetskurvor mätas vid positioner som båda parter kommit överens om. Bestäm avståndet från arbetsstyckets yta där hårdhetsvärdet är ett definierat värde (som 550HV eller motsvarande Knoop hårdhetsvärde) baserat på varje kurva, som visas i tabellen i figur 2-4. När skillnaden mellan varje värde är mindre än eller lika med 0,1 mm, tas medelvärdet som djupet på det härdade lagret. Om skillnaden är större än 0,1 mm ska testet upprepas.
Under förutsättning att djupet av det uppkolande och härdande härdade lagret har bestämts grovt, kan interpolationsmetoden användas för verifiering. Vid den position där avståndet från ytan är mindre än det uppskattade härdade skiktdjupet d1 och större än det uppskattade härdade skiktets djup d2
(" av d{{0}} d1 bör inte överstiga 0,3 mm"). Mät minst 5 hårdhetsvärden (medelvärde) på var och en av dem. Bilderna är resp. Det härdade skiktdjupet (CHD) kan erhållas enligt interpolationsformeln (2-1):
bild
I formeln d1——avståndet från ytan som är mindre än det härdade lagrets djup;
d2 ———Avståndet från ytan som är större än det härdade lagrets djup;
Bild - det aritmetiska medelvärdet av hårdhetsmätvärdena vid d1 och d2, som visas i figur 2-5;
Bild - gränsvärdet för hårdhet (vanligtvis 550HVI).
bild
2.2.3 Metod för att uttrycka resultaten av uppkolning och härdning av djupmätning av härdat skikt
Enligt hårdhetstestförhållandena uttrycks djupet på det uppkolande och härdande härdade lagret enligt följande:
bild
2.2.4 Metallografisk metod för att bestämma djupet av uppkolnings- och härdningshärdat skikt
Vid mätning av djupet på det härdade skiktet med den metallografiska metoden, rekommenderas att använda ett metallografiskt mikroskop där djupet på det härdade skiktet upptar 1/3~2/3 av synfältet.
Den metallografiska metoden mäts i allmänhet på den metallografiska testytan av det normala tvärsnittet av det uppkolade provet under långsam avkylning (jämviktstillstånd). Det finns ingen strikt och enhetlig industristandard för den specifika beräkningsmetoden för djupet på det uppkolade och kylda härdade lagret. Det är i allmänhet baserat på råvaran. (Kolstål, legerat stål) och teknik kan delas in i 3 metoder, se Tabell 2-1.
bild
bild
Samtidigt som man säkerställer att arbetsstycket har en tillräckligt djup zon med hög kolhalt, krävs det också generellt att kolkoncentrationsgradienten i övergångszonen för det uppkolade lagret inte ska vara för stor för att bromsa spänningsmutationen mellan det uppkolade lagret och matrisen . Därför krävs i allmänhet att summan av det hypereutektoida skiktet och det eutektoida skiktet står för ungefär 50 % till 75 % av det totala permeabilitetsskiktet.
2.2.5 Bestämning av grunt uppkolat härdat lagerdjup
För arbetsstycken med ett uppkolat (karbonitrerande) härdat lagerdjup under 0,3 mm, är ovanstående metod inte tillämplig, men GB/T 9451-2005 "Bestämning av totalt härdat lagerdjup eller effektivt härdat lagerdjup av tunt ytskikt av ståldelar" bör användas. föreskriven metod. Denna standard föreskriver att avståndet från det härdade skiktet mätt i den vertikala riktningen av arbetsstyckets yta till det specificerade mikrohårdhetsvärdet kallas det effektiva härdade skiktets djup, och avståndet som mäts från det härdade skiktet utan signifikant förändring av mikrohårdhetsvärdet kallas för totalt härdat lagerdjup.
Den specifika mätmetoden och uttrycksmetoden är samma som GB/T {{0}}, men belastningen som används för Vickers hårdhetstest bör i allmänhet vara 1,97N (0.2kgf) och 2.94N ( 0,3 kgf).
2.3 Bestämning av nitrerade lagerdjup hos ståldelar
Djupbestämningen av nitrering (nitrocarburizing) lager av ståldelar utförs i allmänhet i enlighet med GB/T 11354-2005 "Steel Parts - Nitriding Layer Depth Determination and Metallographic Structure Inspection". Specifika mätmetoder inkluderar hårdhetsmetod, metallografisk metod och brottmetod. Bland dem är hårdhetsmetoden skiljemetoden.
2.3.1 Definition av nitreringsskiktets djup
Djupet av nitreringsskiktet (nitrokarburerande) är summan av ytföreningsskiktet och diffusionsskiktet.
Definierat av hårdhet: Det vertikala avståndet uppmätt från ytan av provet till en punkt 50HV högre än Vickers hårdhetsvärde för substratet är djupet på nitreringsskiktet.
För delar där hårdheten hos det nitrerade skiktet av kolstål eller lågkolhaltigt låglegerat stål ändras mycket försiktigt, kan djupet på det nitrerade skiktet definieras som avståndet från ytan längs den vertikala ytriktningen där Vickers hårdhet är 30HV högre än matrisens Vickers hårdhet. Om det finns ett annat tekniskt avtal kommer avtalets bestämmelser att genomföras.
2.3.2 Bestämning av nitreringsskiktets djup genom hårdhetsmetod
Hårdhetsmetoden används för att mäta nitreringsskiktets djup. Vickers hårdhet används enligt standarden (Knoop hårdhet kan också användas). Testkraften är {{0}}.9807~9.807N, och 0.9807~2.942N används vanligtvis.
Nitreringsskiktets djup baseras på detaljens grundhårdhet. Det krävs att medelvärdet (noggrannt till 10 siffror) för 3-punkthårdhetsvärdena mätt vid 3 gånger djupet av nitreringsskiktet från ytan är den uppmätta grundhårdheten.
