渗碳渗氮硬化层深度测量

硬化层深度测定1

500
45
49
83
85
64
68
49
54
硬化层深度表示方法
(一).硬化层深度单位以mm表示,小数点第一位以下采四舍五入. (二).硬化层深度的表示符号,如表所示. 测硬化层深度微小维克氏硬度定方法巨观检视腐蚀试验法
硬度试验测定方法洛氏硬度
高调波淬火有效硬化层深度
火焰淬火有效硬化层深度高调波淬火有效硬化层深度火焰淬火有效硬化层深度
氮化层深度及实用氮化层深度的表示方法: 1.1-氮化层深度及实用氮化层深度,单位以mm表示,取至小数点以下第二位. 1.2-氮化层深度较浅时,也可使用µm表示,但须于数字尾端加上单位. 备注: 1.ND:表示氮化层深度.参考(Nitrided case depth) 2.△:表示硬度测试的荷重,其单位为kgf. 3.M :表示金属显微组织(Microstructure). 4.T :表示全氮化层深度(Total Depth). 5.P :表示实用氮化层深度(Practical Depth).
表面硬度HMV(0.5)872 心部硬度HMV(0.3)126 0.1mm 800 0.2mm 846 0.3mm 761 0.4mm 621 0.5mm 400 0.6mm 309 0.7mm 201
硬化层深度表示方法
(一).硬化层深度单位以mm表示,小数点第二位以下采四舍五入. (二).硬化层深度的表示符号,如下表所示.
43.6 53.0 55.9 58.5 62.5 63.6 37.1 46.4 53.7 53.6 61.4 60.9
61.2 68.7 71.4 71.6 73.6 72.3 55.1 64.2 69.9 69.1 62.6 71.1

钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验

钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验钢铁零件是工业生产中常见的一种零部件，具有硬度高、耐磨损、抗腐蚀等特点，被广泛应用在机械、汽车、航空航天等领域。

然而，钢铁零件在使用过程中往往会受到高温、高压等环境的影响，使得表面渗氮层深度变化，金相组织发生变化，从而影响其性能。

因此，对钢铁零件渗氮层深度和金相组织进行检验是非常重要的。

本文将从钢铁零件渗氮层的深度测定和金相组织检验两个方面进行探讨。

1.渗氮层深度测定渗氮层深度是指在一定条件下，氮渗入钢铁表面形成的一层具有一定深度的硬化层。

一般来说，渗氮层的深度越大，表面硬度就越高。

因此，准确测定渗氮层深度对于评估钢铁零件的质量和性能具有重要意义。

（1）金相显微镜观察金相显微镜是一种用途广泛的显微镜，它可以通过放大样品的表面，观察样品的金相组织以及渗层的深度。

通常情况下，我们需要对待测样品进行金相腐蚀去除渗氮层外的材料，然后使用金相显微镜进行观察和测定。

通过金相显微镜观察，可以直观地了解渗氮层的深度和金相组织的情况。

（2）硬度测试硬度测试是测定材料硬度的一种重要方法，它可以间接地反映材料的强度、耐磨性等性能。

在测定渗氮层深度时，通常会使用洛氏硬度计或者维氏硬度计进行测试。

通过硬度测试，可以确定渗氮层的硬度值，从而间接推断出渗氮层的深度。

2.金相组织检验金相组织检验是通过显微镜观察金相组织的形貌和结构，以评定材料的性能和质量。

对于钢铁零件而言，金相组织检验可以直观地了解材料的组织结构和性能特点，为进一步的工艺控制和质量评价提供重要依据。

（1）金相显微镜观察金相显微镜是进行金相组织检验的重要工具，通过金相显微镜观察，可以清晰地看到材料的晶粒结构、相界分布等情况，从而评定材料的性能。

在进行金相组织检验时，需要对待测样品进行精细的金相腐蚀处理，然后使用金相显微镜进行观察和分析。

（2）显微硬度测试显微硬度测试是测定材料微区域硬度的一种方法，它可以在金相显微镜下通过测定微区域的硬度值，直接了解材料的硬度分布情况。

金相法测量渗碳(碳氮共渗)齿轮的有效硬化层深度

金相法测量渗碳(碳氮共渗)齿轮的有效硬化层深度常州齿轮厂(213001)陈秋明张永年汽车、拖拉机齿轮大多采用渗碳或碳氮共渗淬火的表面热处理，以提高齿轮的耐磨、抗疲劳强度等性能。

国内汽车、拖拉机齿轮制造行业对此类齿轮的检验，过去一直采用金相法测量渗层深度。

随着与国际标准的接轨，我国新制订的国家标准ZBT04001-88及QCn29018-91中明确规定应采用显微硬度法测量渗层的有效硬化层深度。

勿用置疑有效硬化层深度更能代表齿轮渗碳(碳氮共渗)淬火处理后的综合机械性能，但国内大多数齿轮生产厂家由于老标准应用的时间较长，已形成了习惯，对新的标准还不完全适应；另有少数工厂不具备检测有效硬化层深度的条件。

在生产过程中的炉前试块检验，用金相法测量渗层深度与有效硬化层深度有明显的差异，用有效硬化层测量深度对试样的要求高，且检验周期长，不适合炉前快速检验，那么我们是否可找出一种既简便、又与有效硬化层深度有对应关系的金相测量方法呢?针对此问题，我厂进行了大量对比实验，实验证明可采用测量50%铁素体处距表面的距离来确定有效硬化层深度。

1测量方法的制订有效硬化层深度的定义是从零件表面到维氏硬度值为550HV处的垂直距离。

从定义中我们知道，有效硬化层深度取决于渗层中的硬度分布，而硬度分布是与渗层中各处的含碳量密切相关的。

我们从齿轮渗碳(碳氮共渗)热处理工艺特点考虑，在正常淬火的条件下渗层淬火组织应为马氏体，渗层中各处的硬度取决于原材料的淬透性和碳浓度分布。

当材料一定时，对应于550HV处的含碳量也应该是一定的。

我厂渗碳(碳氮共渗)齿轮所用材料为20CrMo或20CrMnTi，经渗碳(碳氮共渗)之后，对应于550HV处的碳浓度约为0.35%～0.40%，从理论上讲，相对应的平衡组织中铁素体与珠光体的比例是一定的，铁素体大约占50%～56%，在金相检验中，50%铁素体比较容易区分，故我们试用金相法，测量50%～56%铁素体处至表面的距离定为有效硬化层深度。

硬度法测定渗氮层深度结果的测量不确定度评定

硬度法测定渗氮层深度结果的测量不确定度评定刘松【摘要】The sources of measurement uncertainty for nitrided case depth with hardness method are analyzed. Moreover, the measurement uncertainty of nitrided case depth is evaluated in detail by synthetic evaluation method. The influences of boundary Vickers hardness value one-valuation of measurement uncertainty for nitrided case depth with hardness method are emphasized in the study. The results show that measurement uncertainty of the whole nitrided case depth is significantly less than the effective nitrided case depth in the same test condition and method. The reason is that the uncertainty component introduced by test repeatability of measurement results is the main sources for the whole nitrided case depth measurement uncertainty; however, the main sources for the effective nitrided case depth measurement uncertainty are introduced by the boundary Vickers hardness values. The influence of indexing table and verticality deviation movement on the measurement results should be con-sidered when evaluating measurement uncertainty for nitrided case depth with hardness method.%主要以综合评定法对硬度法测定渗氮层深度结果的测量不确定度来源进行了分析，分别讨论了硬度法测定总渗氮层和有效渗氮层深度由于界限硬度值要求不同，导致引入的标准不确定度分量不同，并对每个标准不确定度分量进行了评定。

渗碳淬火硬化层深度检测标准

渗碳淬火硬化层深度检测标准渗碳淬火是一种常用的表面处理方法，用于提高金属材料的硬度和耐磨性。

在渗碳淬火过程中，碳原子会渗透到金属表面，并与金属原子结合形成碳化物，从而形成硬化层。

硬化层的深度是评估渗碳淬火质量的重要指标之一。

渗碳淬火硬化层深度的检测标准主要有以下几种方法：1. 金相显微镜观察法：这是一种常用的检测方法，通过金相显微镜观察样品的横截面，可以清晰地看到硬化层的深度。

通常，硬化层的深度应符合相关标准要求。

2. 显微硬度计测量法：显微硬度计是一种常用的硬度测试仪器，可以测量材料的硬度。

通过在硬化层上进行一系列硬度测试，可以确定硬化层的深度。

通常，硬化层的深度应达到一定的数值范围。

3. 金相腐蚀法：金相腐蚀是一种将试样浸泡在特定腐蚀液中，以观察和测量试样表面的腐蚀情况的方法。

通过在硬化层上进行金相腐蚀实验，可以确定硬化层的深度。

通常，硬化层的深度应达到一定的腐蚀程度。

4. 电子显微镜观察法：电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，可以观察到非常细小的结构。

通过在硬化层上使用电子显微镜观察，可以清晰地看到硬化层的深度。

通常，硬化层的深度应达到一定的微米级别。

以上是常用的渗碳淬火硬化层深度检测标准方法。

在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的检测方法。

同时，还需要注意以下几点：1. 检测设备的准确性和精度：选择合适的检测设备，并确保其准确性和精度。

只有准确的检测结果才能有效评估渗碳淬火的质量。

2. 标准要求的合理性：检测标准应该合理，符合实际应用需求。

标准要求过高或过低都会影响渗碳淬火的质量评估。

3. 检测结果的可靠性：在进行检测时，需要保证样品的代表性和一致性。

只有可靠的检测结果才能准确评估渗碳淬火的质量。

总之，渗碳淬火硬化层深度的检测标准是评估渗碳淬火质量的重要指标之一。

通过选择合适的检测方法，并注意检测设备的准确性和精度，以及标准要求的合理性和检测结果的可靠性，可以有效评估渗碳淬火的质量。

这对于提高金属材料的硬度和耐磨性具有重要意义。

20钢铁材料渗层深度测定及组织检验

第四节钢铁材料渗层深度测定及组织检验一、渗碳层检测钢的渗碳层检测包括渗碳层深度测定和渗碳层组织检验。

渗碳层深度检测方法有金相法、硬度法、断口法、剥层化学分析法，其中硬度法是仲裁方法。

（一）金相法一般来说，以过共析层+共析层+（1/2）亚共析过渡层之和作为总渗碳层深度，常用于碳钢；以过共析层+共析层+亚共析过渡层之和作为总渗碳层深度，常用于合金渗碳钢。

以上两种试样应为退火状态。

（二）硬度法硬度法是从试样边缘起测量显微硬度分布的方法。

执行标准为GB/T9450-2005《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定与校核》和GB/T9451-2005《钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定》。

被检测试样应在渗碳、淬火后采用维氏硬度试验方法进行，淬硬层深度是指从零件表面到维氏硬度值为550HV1处的垂直距离。

渗碳层的深度就是渗碳淬火硬化层深度，用CHD表示，单位为mm，如CHD=0.8mm；测定维氏硬度时试验力为1kg（）；硬度测试应在最终热处理后的试样横截面上进行。

测试时，一般宽度在1.5mm的范围内，垂直于渗碳层表面沿着两条平行线呈之字形打压痕，在一条直线上两相邻压痕的距离S不小于压痕对角线的倍，两条直线上相错位的压痕间距不应超过0.1mm。

测量压痕中心至试样表面的距离精度应在±μm的范围内，每个压痕对角线的测量精度应在±μm以内。

在适当条件下，可使用至HV1的试验力进行试验，并在足够的放大倍数下测量压痕。

测试时至少应在两条硬化线上进行，并绘制出每条线的硬度分布曲线（硬度值为纵坐标，至表面的距离为横坐标），用图解法分别确定硬度值为550HV处至表面的距离，如果两数值的差≤0.1mm，则取二者的平均值作为淬硬层深度，否则应重复试验。

上述方法适用于渗碳和碳氮共渗淬火硬化层，距表面3倍于硬化层深度处硬度值小于450HV且硬化层深度大于0.3mm的零件。

经协议各方协商，对于距表面3倍于硬化层深度处硬度大于450HV的钢件，可以选择硬度值大于550HV（以25HV为一级）的某一特定值作为界限硬度；可以使用其它维氏硬度载荷；也可以使用努氏硬度。

钢的渗碳硬化深度的检测方法

钢的渗碳硬化深度的检测方法1.适用范围此规格规定了钢的渗碳淬火或碳氮共渗淬火时的硬化层深度（以下，称硬化层）的检测方法。

备注：1 此规格出自以下规格JIS B 0601 表面粗糙度—定义及表示JIS G 0201 钢铁用语（热处理）JIS G 0202 钢铁用语（试验）JIS Z 2244 维氏硬度检测方法JIS Z 2244 洛氏硬度检测方法2 与此规格相对应的国际规格如下所示。

ISO 2639: 1982 Steel-Determination and verification of the effective depth of carburizedand hardness case3 附表是有效硬化层深度的辅助检测方法。

2.用语的定义此规格使用的主要用语的定义，除出自JIS G 0201 及JIS G 0202 之外，还出自以下几项（1）有效硬化层深度淬火后，或用不超过200℃的温度进行挥霍的硬化层的表面开始，到表1所示的界限硬度的位置的距离。

但是，关于非硬化区域的硬度超出维氏硬度450时，根据双方协议，也可以使用超出维氏硬度550（维氏硬度25刻度的）界限硬度。

(2)全硬化层深度从硬化层的表面开始，到硬化层与素材的物理性质或是化学性质几乎没有差异时的位置的距离。

备注：这里所说的物理性质用硬度，化学性质用宏观组织来判定。

（3）硬度推移曲线从硬化层表面开始的，表示垂直距离和硬度之间关系的曲线。

3.测定方法的种类3.1硬度试验测定方法对试验块的断面通过硬度检测来测定硬化层深度的方法。

3.2宏观组织试验测定方法吧试验块的断面腐蚀后，在低倍率的放大镜下进行观察，测定硬化层深度的检测方法。

备注：硬化层深度的检测方法，一般使用硬度试验的测定方法，要是简单一点的话，就用宏观组织试验测定方法。

4.试验品试验品原则上使用产品本身。

但是，不得已时也可以使用与产品同种条件下的同一钢种的钢材。

5.硬度试验检测方法5.1 把试验品沿与硬化层垂直的方向切开，把切开面研磨后作为被检测面。

20钢铁材料渗层深度测定及组织检验.doc

第四节钢铁材料渗层深度测定及组织检验一、渗碳层检测钢的渗碳层检测包括渗碳层深度测定和渗碳层组织检验。

渗碳层深度检测方法有金相法、硬度法、断口法、剥层化学分析法，其中硬度法是仲裁方法。

（一）金相法一般来说，以过共析层+共析层+（1/2）亚共析过渡层之和作为总渗碳层深度，常用于碳钢；以过共析层+共析层+亚共析过渡层之和作为总渗碳层深度，常用于合金渗碳钢。

以上两种试样应为退火状态。

（二）硬度法硬度法是从试样边缘起测量显微硬度分布的方法。

执行标准为GB/T9450-2005《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定与校核》和GB/T9451-2005《钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定》。

被检测试样应在渗碳、淬火后采用维氏硬度试验方法进行，淬硬层深度是指从零件表面到维氏硬度值为550HV1处的垂直距离。

渗碳层的深度就是渗碳淬火硬化层深度，用CHD表示，单位为mm，如CHD=0.8mm；测定维氏硬度时试验力为1kg（9.807N）；硬度测试应在最终热处理后的试样横截面上进行。

测试时，一般宽度在1.5mm的范围内，垂直于渗碳层表面沿着两条平行线呈之字形打压痕，在一条直线上两相邻压痕的距离S不小于压痕对角线的2.5倍，两条直线上相错位的压痕间距不应超过0.1mm。

测量压痕中心至试样表面的距离精度应在±0.25μm的范围内，每个压痕对角线的测量精度应在±0.5μm以内。

在适当条件下，可使用HV0.1至HV1的试验力进行试验，并在足够的放大倍数下测量压痕。

测试时至少应在两条硬化线上进行，并绘制出每条线的硬度分布曲线（硬度值为纵坐标，至表面的距离为横坐标），用图解法分别确定硬度值为550HV处至表面的距离，如果两数值的差≤0.1mm，则取二者的平均值作为淬硬层深度，否则应重复试验。

上述方法适用于渗碳和碳氮共渗淬火硬化层，距表面3倍于硬化层深度处硬度值小于450HV且硬化层深度大于0.3mm的零件。

渗氮层、淬硬层、有效硬化层的硬度和厚度测试简介

上偏差
0.05
0.02
0.35
0.15
0.1
0.05
0.4
0.2
0.15
0.05
0.5
0.25
0.2
0.1
0.6
0.3
0.25
0.1
0.65
0.3
0.3
0.1
0.75
0.3
3、总渗氮层深度
b、基体硬度的取点与测定，一般在3倍左右渗氮层深度的距离处测得的硬度值(至少取3点，平均值)做为基体硬度值。
c、对于渗氮层硬度变化很平缓的钢种，（如碳钢、低碳合金钢制件），其渗氮层深度可以从试样表面沿垂直方向测至比基体维氏硬度高30HV处。
d、当渗氮层深度有的特别浅，有的则较深时，检测力可以在0.2KG范围内选择(并注明，如HV0.2)
a、渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边缘碎裂程度分为5级
级别
渗氮层脆性级别说明
1
压痕边角完整无缺
2
压痕一边或一角碎裂
3
压痕二边或二角碎裂
4
压痕三边或三角碎裂
5
压痕四边或四角碎裂
b、渗氮层脆性检验一般采用维氏硬度计，试验力10公斤，试验力的加载必须缓慢（在5-9S内完成），试验力加载完成后必须停留5-10S，然后卸载试验力，特殊情况也可采用5KG或者30KG试验力。
一般零件推荐的化合物层厚度及公差表（单位/mm）
化合物层厚度
上偏差
化合物层厚度
上偏差
0.005
0.003
0.012
0.006
0.008
0.004

渗碳层深度检验方法与选择

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
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
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。

实验9 钢的渗氮层深度的检验

实验九钢的渗氮层深度的测定一、实验目的1、了解渗碳、渗氮工艺及渗碳后热处理的组织特征。

2、掌握金相法测定渗层深度的方法。

3、学习利用GB/T11354-2005《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验》对钢的渗氮层深度进行检验。

二、基本原理1、渗氮又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。

其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。

传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子,不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内, 渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。

这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。

与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。

渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。

目前生产中多采用气体渗氮法。

2、渗氮层的深度的测定：在放大100倍或200倍的显微镜下，从试样表面沿垂直方向测至与基体组织有明显的分界处的距离，即为渗氮层深度。

三、实验设备及材料经渗氮处理的38CrMoAl试样，检验所需的国家标准，金相显微镜，金相砂纸、抛光机、吹风机、酒精、硝酸-酒精溶液等四、实验内容及步骤1、将上述试样进行金相试样制备，制备时应注意磨制，以免倒角。

2、观察渗氮层及心部组织特征。

3、在显微镜100倍下对渗氮试样进行渗层深度的测量。

五、实验报告要求1、写出实验目的及原理。

2、简述渗层深度的测量方法、要求及步骤。

3、附上金相显微照片，写出测量结果。

六、实验注意事项1. 试样制备时避免伤手；2. 试样制备是要注意不要出现倒象现象。

如何解决渗碳或碳氮共渗零件有效硬化深度的测试

如何解决渗碳或碳氮共渗零件有效硬化深度的测试目前，在我国航空、航天、汽车、兵器等众多单位的零件加工和热处理工艺都涉及渗碳或碳氮共渗的问题，针对客户的需求，我司开发出半自动显微硬度测试系统，快速解决有效硬化层深度测量。

针对半自动显微硬度计测试系统FEM-7000的特点，介绍一下此系统在工厂中常用的功能，齿轮热处理方法使用碳氮共渗工艺的最多,，作到俗说的“表硬心软”，需要对渗碳的有效深度作检测。

现在的标准采用硬度梯度法，大多数都采用1Kgf 载荷，看HV550时的深度值。

具体做法如图示：以齿顶为基准，从表面向心部连续打多个点，分别测出各点之硬度，绘制硬度曲线齿轮剖面示意图硬度曲线示意图以往通过此方法作测试时，大家普遍困难的是此工作较繁杂。

一是要打多个点测硬度，二是要不断移动和记录载物台移动量，三是手工绘制曲线图。

这几个环节易出的问题分别是：一测量时人为误差，二移动物台的精度，三绘图的准确性。

往往做一个样品用很长时间，一天若需大量做此工作，人会很疲劳影响测试精度。

而现在利用半自动测试系统(FEM-7000) 可以大大提高效率与精度。

首先硬度计主机具有自动打压痕功能，第二由于采用自动载物台，可以在测试前将要测点的坐标值一次输入，仪器会自动找到设置点，位移回复精度在2 m以内，第三仪器测试后，由打印机打印一份标准报告，包括数据与曲线图，也可以利用Windows 中的Word软件自己编辑，在报告中任意插入文字、数字及图片，另外打印机还可以打印金相组织的图谱。

重点介绍半自动显微硬度测试系统的功能：FEM-7000半自动显微硬度测试系统是一台以日本F-T公司(FUTURE-TECH CORP.)生产的FM-700型显微硬度计为主机，由电脑控制的自动载物台及高分辨率的CCD图象采集游标测量装置组成的显微硬度测量系统。

该系统由三部分组成：1. FM－700显微硬度计2. 自动载物台及PC电脑控制器3. 高分辨CCD图象采集装置及电脑游标测量装置和数据处理激光打印系统。

碳氮共渗渗层深度和硬度检测方法

碳氮共渗渗层深度和硬度检测方法一、碳氮共渗渗层深度检测方法。

1.1 金相法。

这金相法啊，可是检测碳氮共渗渗层深度的一个老法子了。

咱先得把渗碳氮处理后的工件取样，这取样可得讲究，要取到能代表整体情况的部位。

然后进行磨制、抛光，把试样表面弄得光溜溜的，就像给它做个美容似的。

接着用合适的腐蚀剂进行腐蚀，让渗层的组织能清楚地显示出来。

最后在金相显微镜下观察，从表面量到渗层与基体组织的分界处，这距离就是渗层深度啦。

这方法就像给渗层做个透视检查，清清楚楚的。

1.2 硬度法。

硬度法也不简单呢。

它是利用渗层和基体硬度不同这个特点来检测的。

一般来说，我们会从工件表面开始，沿着垂直方向用硬度计打点测量硬度。

随着深度增加，硬度会发生变化，当硬度值达到某个界限，这个界限就相当于渗层和基体的区分点了。

这就好比我们在土里挖宝藏，挖到硬度不一样的地方，就知道宝藏的边界了。

不过这方法需要多测几个点，取个平均值，避免误差，可不能像“瞎猫碰死耗子”那样随便测一下就了事。

二、碳氮共渗渗层硬度检测方法。

2.1 洛氏硬度检测。

洛氏硬度检测那可是常用的手段。

先把工件放在硬度计的工作台上，固定好。

然后根据渗层的大概硬度范围选择合适的洛氏硬度标尺。

这就像选武器一样，得选个合适的才能准确打击。

检测的时候，压头压入渗层表面，硬度计就能显示出硬度值了。

不过这洛氏硬度检测也有它的局限性，对于一些薄的渗层或者形状特殊的工件，可能就不太好操作了，就像“巧妇难为无米之炊”，条件不合适就不好办了。

2.2 维氏硬度检测。

维氏硬度检测也是个得力的方法。

它的压头是金刚石正四棱锥体，压入渗层后形成一个正方形的压痕。

通过测量压痕对角线的长度，再根据公式就能算出硬度值。

这种方法的优点是可以检测比较薄的渗层，精度也比较高。

但是呢，检测过程相对繁琐一点，就像绣花一样，得仔仔细细的，不能马虎。

2.3 显微硬度检测。

显微硬度检测那可是个精细活。

它主要用于检测渗层微观区域的硬度。

渗层厚度的测定

渗层厚度的测定金相法渗层厚度的测定一、实验目的1)了解渗碳、渗氮工艺及渗碳后热处理的组织特征。

2)掌握金相法测定渗层深度的方法。

二、原理概述渗碳是将钢件置于渗碳介质中，加热到单相奥氏体区，保温一定时间使碳原子渗入钢件表面层的热处理工艺。

渗碳的目的是使钢件获得硬而耐磨的表面，同时又使心部保持一定的韧性和强度。

对于进行渗碳的钢材是碳的质量分数一般都小于0．3％的低碳钢和低碳合金钢，渗碳后的工件主要用于受严重磨损和较大冲击载荷的零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴等。

渗碳温度一般取860～930℃，不仅使钢处于奥氏体状态，而又不使奥氏体晶粒显著长大。

近年来，为了提高渗碳速度，也有将渗碳温度提高到1000℃左右的，渗碳层的深度根据钢件的性能要求决定，一般为l mm左右。

按照渗碳介质的状态，可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种，常用固体和气体渗碳。

渗氮又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。

其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。

传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子,不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内, 渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。

这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。

与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。

渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。

目前生产中多采用气体渗氮法。

1．渗碳工艺将渗碳件置入具有活性碳气氛中加热到860～930℃，保温一定时间，再将渗碳后的钢件按照性能要求不同，进行不同的热处理工艺有直接淬火、一次淬火和二次淬火三种。

氮化层及渗碳层的测定及组织观察

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
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。
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
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。
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？
1. 气体渗氮层的显微组织

钢件渗氮层深度测定和金相组织检验-最新国标

钢件渗氮层深度测定和金相组织检验1 范围本文件规定了钢制零件渗氮及氮碳共渗渗层深度的测定方法和渗氮金相组织的检验方法及技术要求。

本文件适用于气体渗氮、离子渗氮、氮碳共渗处理后的渗氮硬化层深度和化合物层厚度的测定，以及渗氮层脆性、疏松、脉状氮化物和渗氮前组织的检验与评定。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 4340.1 金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 4340.2 金属材料维氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准GB/T 7232 金属热处理术语GB/T 18449.1 金属材料努氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 18449.2 金属材料努氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准3 术语和定义GB/T 7232界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

渗氮硬化层深度nitriding hardness depth (NHD)从渗氮层表面至比心部高出50 HV硬度界限处的垂直距离。

注：心部硬度是3个以上测量值的算术平均值，按四舍五入取10 HV的整数。

化合物层厚度compound layer thickness (CLT)化学热处理时渗入元素与基体中金属元素形成的表面化合物层厚度。

原始组织prior metallographic structure; original structure钢件在渗氮处理前的显微组织。

渗氮层脆性brittleness of nitrided layer在一定的试验力作用下，渗氮件表面维氏硬度压痕边角碎裂的程度。

渗氮层疏松porosity of nitrided layer渗氮件表面化合物内微孔的密集程度。

脉状氮化物nervation and wave like nitride渗氮件扩散层中与表面平行走向的脉浪状氮化物。

钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验

钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验钢铁是一种非常常见的金属材料，其在机械制造、汽车制造、航空航天等领域中有着广泛的应用。

在使用过程中，钢铁制品需要具备一定的机械性能和耐腐蚀性能，而渗氮层深度测定和金相组织检验是评定钢铁制品性能的重要指标。

一、渗氮层深度测定渗氮是一种改变钢铁表面金相组织的方法，通过在高温下将氮原子渗入钢铁表面，使其表面硬度和耐磨性得到提高。

渗氮层深度的测定是确认渗氮工艺效果的重要手段之一。

1.渗氮原理渗氮是利用高温氮化合物对金属表面进行渗透和扩散，使其表面形成一层氮化物，从而提高钢铁的表面硬度和抗腐蚀性能。

2.渗氮层深度测定方法目前常用的渗氮层深度测定方法主要有金相显微镜观察法、硬度计法和化学腐蚀法。

金相显微镜观察法是通过金相显微镜对经金相试样制备工艺制备的试样进行金相观察，观察试件表面氮化物的深度和分布情况。

硬度计法是通过对渗氮层和基体钢的硬度进行测定，通过硬度差来间接反映渗氮层的深度。

化学腐蚀法是在试样表面镀一层保护膜，然后对试样进行腐蚀处理，通过腐蚀后的试样测厚来计算出渗氮层的深度。

以上三种方法各有优缺点，可以根据具体情况选择合适的测定方法。

二、金相组织检验金相组织检验是钢铁制品质量检验的重要手段之一，它能够有效评定钢铁在制造、加工和使用过程中的组织结构和性能变化情况。

1.金相组织检验原理金相组织检验是通过金相显微镜观察金属材料的显微结构，在显微状态下观察金属的晶粒大小、晶界形态、相分布等。

2.金相组织检验方法金相组织检验方法主要包括试样制备、腐蚀显微组织观察和分析。

试样制备包括试样的切割、研磨、腐蚀和抛光等过程，以得到表面平整、无裂纹和磨损的试样。

腐蚀显微组织观察是将制备好的试样放入金相显微镜中进行显微观察，通过显微镜观察试样的显微结构和相分布情况。

分析是对观察到的显微结构和相分布情况进行分析，并结合材料性能要求，对试样的金相组织进行评定和判断。

金相组织检验是一项复杂而且技术含量较高的工作，需要有一定的金相显微镜观察技术和金相试样制备技术的人员进行操作。