Kapittel 2 Bestemmelse av overflateherdet sjiktdybde
Gjennom kjemisk varmebehandling (slokking av karburatorer, bråkjøling av karbonitrering, nitrering, etc.) eller overflatevarmebehandling (induksjonsslukking, flammeslukking, elektronstråleslukking, etc.), samt metallinfiltrasjon og ikke-metallinfiltrasjon, overflaten av metall deler kan behandles til en viss dybde. Herdet lag for å passe servicekrav. På forutsetningen om å bestemme definisjonen av det herdede laget, kan hardhetsgradientmetoden brukes til å måle dybden til det herdede laget. Når det er et tydelig grensesnitt mellom det herdede laget og matrisen, kan den metallografiske metoden også brukes.
For tilberedning av prøver bør de generelle kravene for fremstilling av metallografiske prøver følges (se kapittel 5, avsnitt 5.1). Prøven må monteres for å beskytte overflatekanten av prøven fra å bli avfaset; prøven er pålagt å være erodert normalt for metallografisk testing eller for å forstå hardhetslagfordelingen ved bruk av hardhetsmetoden. Ved måling av hardhet anbefales det å gjøre det i polert tilstand.
2.1 Generelle regler for bestemmelse av overflateherdet sjiktdybde
Bestemmelsen av dybden til det herdede laget oppnådd under spesifikke prosessforhold bør utføres i samsvar med kravene i relevante teststandarder og tekniske protokoller.
2.1.1 Prøvevalg og prøveforberedelse
Prøvene for å måle dybden av det overflateherdede laget bør tas fra delene etter at den spesifikke prosessen er fullført. Areal og mengde som tas bør spesifiseres i prosessdokumentene, og prøvene som sendes med ovnen kan også velges i henhold til forskriftene.
Dybden på det overflateherdede laget bør måles på et tverrsnitt vinkelrett på det herdede laget. Testflaten bør omfatte hele det herdede laget og en del av kjernestrukturen, og bør være så nært som mulig aksialretningen til delen eller området angitt i den tekniske avtalen.
For tynne herdede lagprøver kan kileformede prøver brukes, som vist i figur 2-1. Trinnprøver kan også brukes ved bestemmelse av grensene for overflateherdet lagdybde. Høyden på hvert trinn i trinnprøven er 0.05 mm eller 0,10 mm, og overflaten og hver trinnflate må slipes og behandles, som vist i figur 2-2.
bilde
2.1.2 Bestemmelse av hardhetsgradient
Hardhetsmetoden brukes til å bestemme dybden på det overflateherdede laget, som er basert på hardhetsgradientkurven fra overflaten til innsiden.
Vanligvis måles hardhetsgradienten ved hjelp av Vickers hardhetstester, men Knoop hardhetstester kan også brukes under betingelsene som er avtalt av begge parter i avtalen. Det gjeldende området for testkraft kan være {{0}}.9807~9.807N (0.1~1kgf).
Hardhetsgradienten måles på to eller flere steder etter avtale mellom partene i avtalen. Måleresultatene på hvert sted skal tegnes som en hardhetsendringskurve i forhold til avstanden fra overflaten.
Plasseringen av hardhetsmåling er vist i tabellmetoden i figur {{0}}. Innenfor bredden W på 1,5 mm måles Vickers-hardheten på en eller flere parallelle linjer vinkelrett på overflaten. Avstanden mellom disse parallelle linjene skal være i samsvar med Vickers hardhetsteststandardkrav. Avstanden (Δd) mellom hver to tilstøtende fordypninger bør ikke være mindre enn normaltiden for diagonalen til fordypningen. Avstandsforskjellen (d2-d1) mellom sentrene til påfølgende fordypninger og overflaten bør ikke overstige 0,1 mm. Nøyaktigheten for å måle avstanden fra midten av fordypningen til overflaten bør være innenfor ± 25 μm.
bilde
Sentrum-til-overflateavstanden til den første fordypningen (d1) på overflaten bør være minst 2,5 ganger diagonalen til Vickers hardhetsinnrykk.
Basert på de målte dataene kan kurven vist i figur 2-4 tegnes, og den tilsvarende herdede lagdybden kan fås basert på definisjonene av ulike herdede lagdybder.
bilde
2.2 Bestemmelse av dybden til karburerte eller karbonitrerte bråkjølte herdede lag av ståldeler
Dybden til det karburerte eller karbonitrerte bråkjølende herde laget av ståldeler (større enn 0,3 mm) måles vanligvis ved å bruke metoden spesifisert i GB/T 9450-2005 "Bestemmelse og verifikasjon av dybden til det karburerte og bråkjølt herdet lag av ståldeler". Denne metoden Det er også den eneste voldgiftsmetoden.
2.2.1 Definisjon av dybden på karburerings- og bråkjølingsherdet lag
GB/T 9450-2005 fastsetter at den vertikale avstanden fra overflaten av delen til punktet der Vickers hardhetsverdi er 550HV1 er dybden til det karburerende og bråkjølende herdede laget. Denne 550HV1 kalles grensehardhetsverdien. Denne definisjonen gjelder for arbeidsstykket som har blitt karburert eller karbonitrert og bråkjølt, og hardhetsverdien på dybden av det herdede herdelaget fra overflaten (definert som senter) er mindre enn 450HV. Når punktet er høyere enn 450HV, bør en spesifikk verdi større enn 550HV (med 25HV som første nivå) velges som grensehardhet. Hvis kjernehardhetsverdien på dette stedet er 470HV, bør grensehardhetsverdien settes til 575HV. Dersom det foreligger en annen teknisk avtale, vil avtalens bestemmelser iverksettes.
2.2.2 Bestemmelse av herdet sjiktdybde ved hardhetsmetode
Bruk en belastning på {{0}}.9807~9.807N (vanligvis brukt: 0.9807~2.942N) for å måle hardhetsgradientkurven fra overflaten til innsiden i henhold til metoden introdusert i avsnitt 2.1. Vanligvis bør to eller flere hardhetskurver måles ved posisjoner avtalt av begge parter. Bestem avstanden fra arbeidsstykkets overflate der hardhetsverdien er en definert verdi (som 550HV eller den tilsvarende Knoop-hardhetsverdien) basert på hver kurve, som vist i tabellen i figur 2-4. Når forskjellen mellom hver verdi er mindre enn eller lik 0,1 mm, tas gjennomsnittsverdien som dybden på det herdede laget. Hvis forskjellen er større enn 0,1 mm, bør testen gjentas.
Under forutsetning av at dybden av det karburerende og bråkjølende herdede laget er grovt bestemt, kan interpolasjonsmetoden brukes for verifisering. På posisjonen der avstanden fra overflaten er mindre enn den estimerte herdede lagdybden d1 og større enn den estimerte herdede lagdybden d2
(" av d{{0}} d1 bør ikke overstige 0,3 mm"). Mål minst 5 hardhetsverdier (gjennomsnittsverdi) på hver av dem. Bildene er hhv. Den herdede lagdybden (CHD) kan oppnås i henhold til interpolasjonsformelen (2-1):
bilde
I formelen d1——avstanden fra overflaten som er mindre enn dybden til det herdede laget;
d2 ———Avstanden fra overflaten som er større enn dybden til det herdede laget;
Bilde - det aritmetiske gjennomsnittet av hardhetsmåleverdiene ved d1 og d2, som vist i figur 2-5;
Bilde - grensehardhetsverdien (vanligvis 550HVI).
bilde
2.2.3 Metode for å uttrykke resultatene av karbonisering og bråkjøling av herdet lag dybdemåling
I henhold til hardhetstestbetingelsene uttrykkes dybden av det karburerende og bråkjølende herde laget som følger:
bilde
2.2.4 Metallografisk metode for å bestemme dybden av karburerende og bråkjølende herdet lag
Når du måler dybden på det herdede laget ved hjelp av metallografisk metode, anbefales det å bruke et metallografisk mikroskop der dybden på det herdede laget opptar 1/3~2/3 av synsfeltet.
Den metallografiske metoden måles vanligvis på den metallografiske testoverflaten av det normale tverrsnittet av den forkullede prøven under langsom avkjøling (likevektstilstand). Det er ingen streng og enhetlig industristandard for den spesifikke beregningsmetoden for dybden av det karburerte og bråkjølte herdede laget. Det er vanligvis basert på råmaterialet. (Karbonstål, legert stål) og teknologi kan deles inn i 3 metoder, se tabell 2-1.
bilde
bilde
Mens det sikres at arbeidsstykket har en tilstrekkelig dyp høykarbonsone, kreves det også generelt at karbonkonsentrasjonsgradienten i overgangssonen til det karburerte laget ikke skal være for stor til å bremse spenningsmutasjonen mellom det karburerte laget og matrisen . Derfor kreves det generelt at summen av det hypereutektoide laget og det eutektoide laget utgjør omtrent 50 % til 75 % av det totale permeabilitetslaget.
2.2.5 Bestemmelse av grunn karburert herdet lagdybde
For arbeidsstykker med en karburert (karbonitrerende) herdet lagdybde under 0,3 mm, er metoden ovenfor ikke aktuelt, men GB/T 9451-2005 "Besettelse av total herdet lagdybde eller effektiv herdet lagdybde av tynn overflatelag av ståldeler" bør brukes. foreskrevet metode. Denne standarden fastsetter at avstanden fra det herdede laget målt i vertikal retning av arbeidsstykkets overflate til den spesifiserte mikrohardhetsverdien kalles den effektive herdede lagdybden, og avstanden målt fra det herdede laget uten vesentlig endring i mikrohardhetsverdien kalles total herdet lagdybde.
Den spesifikke målemetoden og uttrykksmetoden er den samme som GB/T {{0}}, men belastningen som brukes for Vickers hardhetstest bør generelt være 1,97N (0.2kgf) og 2.94N ( 0,3 kgf).
2.3 Bestemmelse av nitrert sjiktdybde av ståldeler
Dybdebestemmelsen av nitrering (nitrocarburizing) lag av ståldeler utføres vanligvis i samsvar med GB/T 11354-2005 "Steel Parts - Nitriding Layer Depth Determination and Metallographic Structure Inspection". Spesifikke målemetoder inkluderer hardhetsmetode, metallografisk metode og bruddmetode. Blant dem er hardhetsmetoden voldgiftsmetoden.
2.3.1 Definisjon av nitreringssjiktsdybde
Dybden av det nitrerende (nitrokarburiserende) laget er summen av overflateforbindelseslaget og diffusjonslaget.
Definert av hardhet: Den vertikale avstanden målt fra overflaten av prøven til et punkt 50HV høyere enn Vickers hardhetsverdi for substratet er dybden av nitreringssjiktet.
For deler hvor hardheten til det nitrerte laget av karbonstål eller lavkarbon lavlegert stål endres veldig forsiktig, kan dybden av det nitrerte laget defineres som avstanden fra overflaten langs den vertikale overflateretningen der Vickers hardhet er 30HV høyere enn Vickers-hardheten til matrisen. Dersom det foreligger en annen teknisk avtale, vil avtalens bestemmelser iverksettes.
2.3.2 Bestemmelse av nitreringssjiktdybde ved hardhetsmetode
Hardhetsmetoden brukes til å måle dybden av nitreringslaget. Vickers hardhet brukes i henhold til standarden (Knoop hardhet kan også brukes). Testkraften er {{0}}.9807~9.807N, og 0.9807~2.942N brukes vanligvis.
Nitreringslagets dybde er basert på delens grunnhardhet. Det kreves at gjennomsnittsverdien (nøyaktig til 10 sifre) av 3-punkthardhetsverdiene målt ved 3 ganger dybden av nitreringslaget fra overflaten er den målte grunnhardheten.
