氮化层及渗碳层的测定及组织观察

5. 渗氮扩散层中氮化物检验
根据氮化物形状、数量、分布分5级。
放大500倍，取组织最差的部位检验。
六 实验内容 测量38CrMoAl渗氮层及低碳钢渗碳层的渗层深度。
七 思考题 1. 渗碳层平衡状态下共分为哪几层组织？过共析层出现 网状Fe3C是否合格？ 2. 氮化层由哪些相组成？ 3. 氮化层深度应包括哪些？其测量方法有哪几种？以何 种方法为仲裁？
低碳钢渗碳组织
2. 渗碳层深度的测定 方法：剥层化学分析法、断口法、金相法、显微硬度法。 （1）金相法
从试样表面测到过渡层之后为渗层深度，即过共析层+共析层+ 过渡层。规定过共析层+共析层之和不得小于总渗碳层深度的 40-70%，保证过渡层不能太陡，有一定的坡度。 过共析层+共析层+1/2过渡层之和为渗层深度。
等温淬火法，如18Cr2Ni4W 属马氏体钢，850℃加热后在 280℃等温，数分钟后水冷，含碳量大于0.3%的区域形成M， 而接近于0.3%的区域由于MS点高，形成回火马氏体，试样浸 蚀形成白色区域和黑区的界限。
2. 渗碳层深度的测定
方法：剥层化学分析法、断口法、金相法、显微硬度法。 （2）显微硬度法 用9.8N负荷，以试样边缘起测量显微硬度值的分布梯度 由表面向里测到550HV处的垂直距离即为有效硬化层深度
38CrMoAl（调质），离子渗氮（550~580℃， 20h，氨热分解），表层白亮层为ε+γ，氮化物， 深度约0.01毫米，深黑色基体为含氮索氏体， 上面分布有脉状氮化物（白色线条）
2. 渗氮层组织评定和深度测定
试样要求：不允许出现过热、倒角和剥落现象，测脆性的试样表面粗 糙度为Ra＞0.25~0.63μm，不允许把化合物层磨掉。 主要检验内容有：渗碳层深度、脆性、疏松和脉状氮化物。
实验八 氮化层及渗碳层的测定及组织观察
一 实验目的 1. 掌握渗碳层、氮化层组织的检验及评级方法 2. 正确使用金相标准进行测定
二 实验仪器 MDJ—200型金相显微镜
三 实验概述
为了提高某些机械零件表面的耐磨性、抗蚀性及抗疲 劳性能，而心部仍具有良好的强度和韧度，工业上一 般采用化学热处理来实现。 将零件与化学物质接触，在高温下使有关元素进入零 件表面的过程称为化学热处理。 化学热处理包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金 属等，这些工艺都是使零件的表面一定深度内的组织 与结构有所改变。 金相检验就是对改变了的表层组织进行检验，以便按 照相关的技术条件进行评定，以保证表面热处理后的 零件质量。
3. 渗氮层脆性检验
根据压痕边角碎裂程度分为5级。用维氏硬度计，试验力98.07N， 缓慢加载（98s内完成），保荷5~10s后卸载。
压痕在100倍下检验，每件至少测三点，其中两处以上处于相同 级别时才能定级
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4. 渗氮层疏松检验
按表面化合物层内微孔的形状、数量、密集程度分5级。
在500倍下选严重部位，和标准比较。
1. 气体渗氮层的显微组织
氮化层由化合物层（白亮色）和氮扩散层组成，两者 之和为氮化层深度。按照铁氮相图，由表及里分别为ε （Fe2N））、ε+γ，（Fe4N）、γ，、γ，+α和α五层 ε、ε+γ，、γ，不易浸蚀，呈白色，称为白亮层 γ，+α和α浸蚀后呈黑色，称为扩散层
38CrMoAl未经渗氮的 原始组织，回火索氏 体
原始组织：工件表面不允许出现脱碳和粗大回火S，调制后组织为细 针回火S，控制F体积分数小于15%，重要工件小于5%. 测定方法：断口法、金相法、显微硬度法、热处理法和热染法
（1）硬度法：采用2.9N载荷，从试样表面测至50HV处的垂直距离为渗氮 层深度。基体硬度要在渗氮层深度距离三倍左右处所测得的硬度值。 对渗氮层硬度变化很平缓的工件，其渗氮层可以沿试样表面垂直方向 测至比基体硬度值高30HV处。渗氮层深度用DN表示，单位mm，取小 数点后两位。 （2）金相法：放大100倍或200倍。从试样表面沿垂直方向测至与基体组 织有明显分界处即为渗氮层深度。若有争议，以硬度法仲裁。
四 钢的渗碳层的组织检验
1. 渗碳后缓冷状态的组织 低碳钢渗碳后表层含碳量一般在0.8-1.0%，相当于过 共析钢，渗碳后的缓冷组织由三部分组成。 第一层为过共析层，组织为片状珠光体及网状渗碳体， 第二层为共析层，组织为片状珠光体，第三层为亚共 析层，组织为片状珠光体及铁素体，越接近心部铁素 体数量越多。
有效硬化层深度用DC表示，适合于有效硬化层大于0.3mm，基 体硬度小于450HV，基体硬度为有效硬化层3倍处的工件
基体硬度大小与450HV时，需协商后加一级，即575HV界限硬 度值 有争议时，显微硬度法为仲裁法
五 钢的氮化层的检验 按工艺分为气体渗氮、离子渗氮、低温碳氮共渗（软 氮化）等。