渗碳层深度检验方法与选择

试样 截面图
将试样铁棒磨至如照片形状（磨前截面如 蓝色图）
在磨削出的表面上用光谱进行成分分析， 重点记录碳元素含量
用高度尺测量激发点中心距离未磨削表面 的高度差值Test Measure the depth of burn point
用Excel做一个横坐标是距离表面高度差 值，纵坐标是碳含量的表格，并画出 Scatter图表
Good, fast, cheap, pick two 准确性、检测速度和经济性只能三选其二
从经济性来讲：
方法1需要制样设备和显微硬度计 方法2需要制样设备和显微镜 方法3需要小车床和碳分析仪、卡尺 方法4需要磨床和光谱分析仪、高度尺 方法5需要制样设备和实验小电炉、卡尺 5>2>1>3>4
硬度法切实反应了渗碳并淬火后的硬度梯度； 不仅是渗碳质量的检验，也反应了淬火质量
第二选择-光谱法
实际反应了渗碳的结果，对渗碳层梯度有直观理解 缺点：只考虑了渗碳，未考虑工件尺寸、淬火速度、淬火介质等因素对硬度和硬层的影响； 优点：将渗碳和淬火的缺陷可以相对的独立出来，方便缺陷分析。
不推荐-金相法
渗碳层深度检测方法
内容
渗碳的基本过程 渗碳层深度与硬化层深度 检测方法介绍 检测方法比较 检测方法推荐
源自文库
渗碳基本过程
气氛
碳原子
工件
在渗碳过程中，根据分子运动原理，碳原子 将进入到工件内部，增加工件表层的碳含量， 从而在淬火后达到工件表面硬，心部韧的效 果。
这些碳原子来源于渗碳气氛， 渗碳后工件中碳浓度从表层到心部逐步降低 碳渗入的深度与以下几点有关系
制样腐蚀并用卡尺根据试样腐蚀后 颜色不同区域测量此处距离表面的 距离，判定到达某一碳含量的渗碳 深度
Know-How : 不同碳含量的淬火马氏体转变为回 火马氏体的温度不同，想要知道具体数值需要 对同一钢种积累大量实验数据才行。一般公司 无法实现，但此方法值得学习材料的人去学习。
方法比较
我有一位美国朋友说过一个美国成语:Pick Two
在表中找出定义的碳含量点对应的深度值 如：图中0.8%浓度渗层约为3.4mm，
0.5%浓度渗层约为5.9mm
5. MS点法
此为轴承行业某知名公司独创的方 法，不方便透露过多
为保证试样能淬火时淬透，将渗碳 后（未淬火回火）的工件截取46mm厚度的截面
正常进行淬火
在两个不同的温度段分别进行回火
针对碳钢：过共析组织的深度 针对合金钢：过共析组织+1/3~1/2共析组织的深度
3. 剥层法
试样
适用于渗碳后的工件，淬火与回火进行与否不影响 检测
根据不同深度上碳浓度不同的原理 用渗碳试棒，不用实际工件或仿形工件 将试棒按上图逐层车削， 在规定深度时检测铁屑的碳含量是否达到规定值
4. 光谱法（碳浓度梯度法）
1.硬度法
适用于渗碳淬火并回火后的工件 根据不同组织淬、回火后硬度不同的原
理 可用工件，也可用试样或仿形工件代替
工件 选取有代表性的截面进行切割和制样 进行显微硬度梯度检测 评定检测达到规定硬度值的点的深度 这个深度值认定为有效硬化层的深度
2.金相法
硬化层
表面
心部
适用于渗碳后的工件，淬火与回火进行与否不影响检测 根据不同碳含量组织腐蚀后显微镜下形貌不同的原理 可用工件，也可用试样或仿形工件代替工件 选取有代表性的截面进行切割和制样 对试样进行金相组织检验，判断渗碳层深度 不同类型钢种判定渗碳层深度略有不同：
渗碳时间 渗碳温度 碳势浓度
渗入深度会影响到
硬层深度 硬度梯度
实际工件
渗碳层深度与硬化层深度
一个关注于渗碳，一个关注于硬化 硬度来源于渗碳，同时也与其他条件相关
淬火状态
温度：淬火时工件的温度，淬火介质温度 工件的冷却速度
工件的回火温度、回火周期 零件本身的影响
装炉量 工件大小 材料的抗回火能力
受技能和主观因素影响过多，靠人为判断，没有绝对的数据支撑 不是称不准，是人心不准，不同利益方会做出对自己有利的判断
1>4>5>3>2
从快速来讲：
方法1、2、5都有相同的制样工序 方法5有两次回火，方法4需要磨床磨制试样，用时较长 2>1>3>4>5
准确性
1>4>5>3>2
选择与小结
关于几种检测方法的选择
首选-硬度法，因为：
渗碳淬火这一过程可以分解为渗碳和淬火两个单独过程；没有渗碳，淬火没有硬度；只有渗碳， 不淬火也没有硬度。渗碳、淬火是手段，硬度是目的，是工艺的最基本要求；
渗层更多考量渗碳结果，多用于评价二次淬火件渗碳质量 硬层更全面地评价渗碳及后序热处理的影响
渗层硬层检测方法
有多种检测方法，目前较为不同利益方能共同接受的是硬度梯度法， 简称硬度法
几种方法可以检测渗碳（渗碳淬火）工件的渗层（硬层），供参考 硬度法……..渗碳淬火后工件达到某一硬度值的深度 金相法……..工件表层达到（过）共析组织的深度 剥层法……..工件表层碳含量达到某规定值的深度 光谱分析法..工件表层碳含量达到某规定值的深度 Ms点法…….不同碳含量的组织转变温度不同的原理