用金相法测定渗碳层深度计算方法初探
实验三、渗碳件的金相
剥层分析法 ：
在试样上每0.05~0.1mm剥层进行定碳分 析。这种方法较精确，但很麻烦。
金相法 ：
是生产上常用的方法。试块一般是退火状态，使 其得到平衡组织。如已经淬火，则必需作退火或等温 退火处理。金相试样磨制后，用4%的硝酸酒精侵蚀， 再在显微镜下放大100倍测量。目前对测量渗碳层深度 的标准还不一致，对于碳素钢，将过共析层+共析层 +1/2亚共析过渡层之和作为渗碳层深度，对于合金结 构钢，将过共析层+共析层+亚共析过渡层三者的总和 作为渗碳层。
它是渗碳介质在工件表面产生活性碳原子经过表面吸收和扩散将碳渗到低碳钢或低碳合金钢工件表层使其达到共析或略高于共析成分时的含碳量以便将工件淬火和低温回火后其表层的硬度强度特别是疲劳强度和耐磨性较心部都有显著的提高而心部仍保持一定的强度和良好的韧性
实验二 渗碳件的金相检验
一、实验目的
1、熟悉渗碳零件渗碳层深度的测量方法。 2、熟悉根据齿轮渗碳金相组织标准评定渗碳 组织的方法。
马氏体根据其针状大小确定，残余奥氏 体根据数量的多少确定。一般分为8级。1~5 级合格。在放大400倍下检查，检查部位以齿 面的节圆附近为准。
心部铁素体
合金钢的心部组织应为低碳马氏体。若 游离铁素体过多会使心部强度大大降低，造成 零件早期破坏。所以，原则上渗碳件心部自由 铁素体越少越好。一般分为8级，小模数的齿 轮1~4级合格。模数大于5时，1~5级合格。大 于5级就要返修。测量轮齿中心线上距齿顶2/3 高处为准。
低碳钢或低碳合金钢渗碳后缓冷表层 至心部的组织为: P+Fe3C→P → P+F →心部组织(P+F)
等温淬火法 ：
自攻螺钉渗碳层深度的金相法测定
自攻螺钉渗碳层深度的金相法测定浏览次数：发布时间：2007-11-5在我国的行业标准中，金相法对渗碳层的测定要求必须在退火状态下。
这样，渗碳层与基体色泽界限明显，能比较直观、准备地测出渗碳层深度。
但是，在实际情况下，有哪种渗碳零件是在退火状态下使用呢？这样测得的渗碳层在零件在工作状态下的渗碳层吗？能满足零件在工作状态时对渗层的要求吗？我们能不能用金相法对工作状态的渗碳零件直接测定其渗碳层呢？渗碳层深度测量有断口法——主要适用于较深层渗碳的炉前测定；显微硬度法——主要用于渗碳层深度的仲裁测定，能直接反映零件渗碳层深度；金相法——普遍用于对渗碳零件生产控制过程中。
在GB/T3098.5——2000自攻螺钉机械性能中，推荐用金相法测自攻螺钉的渗碳层深度，而显微维氏硬度法仅做仲裁。
可见，用金相法测自攻螺钉的渗碳层是可行的，也是必要的。
我公司生产的自攻螺钉，普遍采用材质为SWRCH18A、SWRCH22A钢，冷加工成型后，采用在网带炉里渗碳、直接淬火+低温回火工艺。
由于自攻螺钉渗层比较浅，渗层深度容易控制，炉前检查一般由热处理技术员用火花鉴别法初步判定渗碳浓度及深度，做一定的定性分析，然后再送理化室做定量检测。
下面，我们就以自攻螺钉ST6.3X22为例来谈谈用金相法直接测定自攻螺钉的渗碳层深度。
一、取样按GB/T3098.5——2000自攻螺钉机械性能中的推荐规定，用金相法检测自攻螺钉渗碳层深度应在螺纹侧面上进行，测点应该在牙顶与牙底的距离之半处，对规格小于或等于ST3.9的自攻螺钉，应在牙底上进行试验。
但是有的金相工作者在实际的工作中，喜欢在头部或头部支承面处取样，因为在头部或头部支承面渗碳层相对比较均匀，而且该处也比较光滑，能比较直观地测出渗层。
但是，我个人认为这是不足取的，因为自攻螺钉在工作中，其渗碳层性能的直接体现应该是螺纹，因此我们应该在牙顶与牙底距离之半处取样。
二、渗碳层分析我们都知道渗碳零件的渗碳层都具有变化的碳浓度，由表及里逐渐减少，它由特别典型的三个区域组成：过共析层、共析层、过渡层。
渗碳层深度的测定
渗碳层深度的测定〔一）剥层化学分析法取渗碳随炉的棒状试样，按每次进入深度0. 05 mm车削分别用化学分析法测定碳含量。
这种方法对渗碳中的碳浓度分析较准确，常用于调试工艺。
（二）断口法在圆试棒上开一环形缺口，随炉渗碳后出炉直接淬火，然后打断。
由于渗层碳浓度较高，肉眼观察断口呈白色瓷状细晶粒，用读数显微镜测量其深度。
此法测量误差较大。
（三）金相法1．将过共析层、共析层及亚共析层之和作为全渗碳层。
由于工艺不同碳浓度梯度在共析、过共析区域的斜率不同，按有关标准中规定：过共析层＋共析层之和不得小于总渗碳层深度的40~70％，以保证过渡区不能太陡。
2．在碳钢、合金渗碳钢中，把过共析层、共析层及1/2亚共析层之和作为渗碳层总深度。
其结果与硬度法测定有效硬化层的结果相近。
3．从渗层表面测量到体积分数为50％珠光体处作为渗碳层总深度。
这种方法在实际操作中．所观察到的珠光体＋铁素体区域，往往是参差不齐的，对判定50珠光体界限误差较大。
4．等温淬火后测量渗碳层深度。
18Cr2Ni4W钢属马氏体型钢，它没有平衡组织，只能在等温淬火后测其深度。
这种钢渗碳后随炉冷却，从表面至心部均为马氏体，在基体与高碳区交界处有贝氏体析出，但在金相显微镜下观察其界限不甚清晰。
一般是将试样再加热到860℃后，放人280℃等温槽，数分钟后水淬，这时对含碳量的质量分数大于0.3％的区域形成淬火马氏体，而在含碳量近0.3％区域由于Ms点较高则形成回火马氏体，金相试样侵蚀后则有明显的白色（马氏体）区和黑色（回火马氏体）区的界线。
其相关标准可见JB/T 7710-1995《薄层碳氮共渗或薄层渗碳钢件显微组织检测》等行业标准。
（四）显微硬度法（有效硬化层深度测定法）显微硬度法是从试样边缘起测量显微硬度值的分布梯度，根据GB/T 9450-1988《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核》的标准规定判断渗层深度。
对GB/T 9450-1988标准的应用应注意：1．有效硬化层深度是指：从零件表面到维氏硬度值为550 HV 处的垂直距离。
18Cr2Ni4WA钢渗碳层深度的测定
18Cr2Ni4WA钢渗碳层深度的测定
18Cr2Ni4WA钢渗碳层深度的测定
叶瑞志
【期刊名称】《航空维修与工程》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】用金相法测定合金钢渗碳层深度时，试样通常为退火状态。
18Cr2Ni4WA钢作为一种高淬透性渗碳钢，其试样经退火、正火及普通淬火后均难以测定渗碳层深度，只有经过等温淬火使渗碳层获得淬火马氏体（白色）组织，心部获得回火马氏体（黑色）组织，才能可靠地进行渗碳层深度的测定。
【总页数】2页(91-92) 【关键词】金相法;渗碳层深度;等温淬火;金相组织
【作者】叶瑞志
【作者单位】凌云科技集团有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】
【相关文献】
1.淬火-配分(Q-P)热处理对18Cr2Ni4W钢渗碳层组织和硬度的影响[C], Diao Rui-jia; 刁瑞佳; Zhao Rong-da; 赵荣达; Jin lin-lin; 靳琳琳; Liu Li; 刘利; Wu Fu-Fa; 伍复发; Zhang Guang-an; 张广安
2.18Cr2Ni4WA钢渗碳层中等温形成的角状马氏体 [J], 雷天同; 谷志刚
3.18Cr2Ni4WA钢渗碳层Ms点变化趋势探讨 [J], 傅在再
4.回火温度对渗碳钢18Cr2Ni4WA组织和硬度的影响 [J], 刘向艳; 崔鸿; 李刚; 董树权; 杨建华; 穆立峰; 刘桂江。
烧结铁基材料渗碳或碳氮共渗层深度的测定及其验证
烧结铁基材料渗碳或碳氮共渗层深度的测定及其验证一、引言烧结铁基材料是一种重要的工程材料，其性能与渗碳或碳氮共渗层的深度密切相关。
准确测定和验证渗碳或碳氮共渗层的深度对于材料性能的改进和优化非常重要。
二、渗层深度测定方法1.金相显微镜法使用金相显微镜对材料进行观察，通过观察渗碳或碳氮共渗层的深度来测定渗层的深度。
2.扫描电镜-能谱分析法利用扫描电镜对材料进行高分辨率的观察，并通过能谱分析来确定渗碳或碳氮共渗层的深度。
3.硬度测试法通过对材料硬度进行测试，分析硬度的变化来确定渗碳或碳氮共渗层的深度。
4.腐蚀试验法将材料进行腐蚀试验，通过观察渗碳或碳氮共渗层在腐蚀后的深度变化来确定渗层的深度。
5.金相显微镜和扫描电镜相结合法通过金相显微镜和扫描电镜相结合的方法来测定渗碳或碳氮共渗层的深度，结合两种方法的优势来提高测定的精度。
6.综合测定法结合以上多种方法进行综合测定，以获得更加准确和可靠的渗层深度数据。
三、渗层深度的验证方法1.金相组织观察观察渗层处的组织结构是否符合渗碳或碳氮共渗的特征，以验证渗层的深度。
2.硬度测试验证通过硬度测试来验证渗层处硬度的变化是否与渗碳或碳氮共渗的预期变化一致，从而验证渗层的深度。
3.电子探针分析利用电子探针对渗层处的元素进行分析，以验证渗层的深度和渗层元素的分布情况。
四、结论通过以上测定和验证方法，能够准确测定和验证烧结铁基材料的渗碳或碳氮共渗层的深度，为材料性能的优化和改进提供了可靠的数据支持。
希望以上研究成果能够为相关工程领域的研究和应用提供参考。
五、应用领域烧结铁基材料的渗碳或碳氮共渗层深度的测定和验证在许多工程领域具有重要的应用价值。
在汽车制造领域，烧结铁基材料被广泛应用于引擎零部件和制动系统。
准确测定和验证渗层深度可以确保这些零部件具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，提高汽车的性能和安全性。
在航空航天领域，烧结铁基材料常用于制造飞机发动机和涡轮机零部件。
通过测定和验证渗层深度，可以提高这些零部件的耐高温和高压能力，确保航空器的安全飞行。
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。
钢的渗碳层深度金相法检测作业指导书
钢的渗碳层深度金相法检测作业指导书钢的渗碳层深度金相法检测作业指导书文件控制编号：（第 1 版第 0次修订）编写：审核：批准：理化计量室发布日期：年月日目录1.目的 (3)2.适用范围 (3)3.检测细则 (3)4.相关文件 (5)1.目的为实验室利用HVS-1000A数显显微硬度计进行金属维氏硬度的检测提供指导。
2.适用范围适用于本实验室用HVS-1000A数显显微硬度计进行的硬度检测工作。
3.检测细则3.1概述金属维氏硬度试验系将一个对面夹角为136o的正四棱锥体金刚石压头，以选定的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量压痕两对角线的长度，并取其对角线的平均值计算出压痕表面积。
维氏硬度等于施加的试验力除以压痕表面积。
3.2检测依据：GB/T 4340.1《金属材料维氏硬度试验第1部分试验方法》。
3.3检测环境条件试验一般在（10～35）℃室温进行，对于温度要求严格的试验，温度为（23±5）℃，每天填写“温度/湿度记录表”。
3.4试样的制备3.4.1试样应通过机加工、砂轮磨削、砂纸打磨等工序制成光滑平坦的平面，然后在抛光机上抛光，表面光洁度不应低于▽6，。
制样及抛光时应注意边缘区不应倒圆、卷边。
3.4.2表面应无氧化皮，油污、外来污物、油脂，毛刺。
3.4.3制备试样时，应使过热或冷加工等因素对表面性能的影响减至最小。
3.4.4试样或试验层的厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍，试验后试样背面不应出现可见变形痕迹，否则试验无效。
试样最小厚度与压痕平均直径的关系参照GB/T4340.1《金属材料维氏硬度试验第1部分试验方法》，附录A。
在曲面上的检测结果，按附录B修正。
3.5硬度计精度检验：该硬度计负荷为HV0.1-HV1,选取750HV1 475HV0.1标准量块检查示值精度值，如果示值在允许范围之内（标准块名义值的±2%），才能进行检测。
3.6 检测过程3.6.1检测前观察温度、湿度是否符合要求，并填写“温度/湿度记录表”。
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。
20Cr渗碳淬火金相检验
金相图谱图册内容汽车渗碳齿轮金相检验图片JB1675-75汽车渗碳齿轮金相检验（JB1673-75）本标准适用于15Cr、20Cr、40CrMo、18CrMnTi、20CrMnTi、12Cr2Ni4A和20Cr2Ni1A等钢制造的汽车渗碳齿轮的金相组织和渗碳层深度的检验。
一、技术要求1.渗碳层深度：按产品图样规定。
渗碳层深度包括过共析层，共析层及过渡区域，即由表面起到心部组织为渗碳层深度包括过共析层及共析层的深度系指由表面起到出现显著铁素体处为止。
面层含碳量应大于0.8%。
渗碳层中过共析层和共析层深度应为渗碳层总深度的50~75%。
2.渗碳层的金相组织应为马氏体，残余奥氏体及碳化物。
（1）碳化物：按本标准碳化物级别图评定。
常啮合齿轮1~6级合格；换档齿轮1~5级合格。
（2）马氏体及残余奥氏体：按本标准马氏体及残余奥氏体级别图评定。
对马氏体针状大小、残余奥氏体的多少，应分级进行平定，1~5级合格。
3.心部组织应为低碳马氏体，允许有托氏体、铁素体、铁素体含量按本标准铁素体级别图进行评定，模数小于或等于5的1~4级合格；模数大于5的1~5级合格。
4.表面及心部硬度：齿的表面硬度为HRC58~64，心部硬度为HRC33~48。
二、检验方法5.取样部位及检验方法：（1）取样部位：试样应在齿的横断面切取（垂直于齿的工作面），包括有齿顶到齿根的整个部位。
（2）渗碳层深度的测量方法：渗碳层深度在放大100倍下测量，测量部位应包括齿顶、齿根及节圆附近三处。
齿顶部的渗碳层深度允许超过图样规定的上限。
（3）马氏体及残余奥氏体在放大400倍下检查。
检查部位在齿面的节圆附近为准。
（4）碳化物检查部位：以齿顶角及工作面为准。
（5）心部硬度及心部组织检查部位：在距齿顶三分之二的齿全高处，如图1：（6）表面硬度：以齿顶或齿端面为准。
6.渗碳层深度的测量方法：从试样表面测至心部组织处。
见图2渗碳层测量图。
渗碳层的测量应在平衡组织状态下进行。
金相法测定渗层深度
测量渗碳(碳氮共渗齿轮的有效硬化层深度测量渗碳碳氮共渗)齿轮的有效硬化层深度碳氮共渗常州齿轮厂(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，测量50%～56%铁素体处至表面的距离定为有效硬化层深度。
渗碳及渗碳层厚度的测定
二、实验原理概述
渗碳层厚度的测定
渗碳过程是碳原子在 Fe中的扩散过程，根据 扩散第二定律，如炉内的碳势一定，则渗碳层厚度 与渗碳时间有如下关系：
X K D
D D0 e
Q RT
二、实验原理概述
测量渗碳层厚度可用显微硬度法和金相法。 本实验采用金相法，即在显微镜下通过测微 目镜测量。渗碳层的厚度是从表面量到刚出 现钢材的原始组织为止。
五、实验报告要求
简述实验目的与实验过程。
画出一定渗碳温度下的渗碳层厚度与渗碳时 间的曲线，并分析讨论实验结果。 比较用显微硬度法和金相法测得的渗碳层厚 度。
END!
二、实验原理概述
图2
低碳钢渗碳后缓冷渗层组织
Байду номын сангаас
二、实验原理概述
过共析渗碳区：这是渗碳零件的最表层，其碳
浓度最高，在一般正常的渗碳工艺条件下，这一区 的含碳量约在0.8%-1.0%之间。 这一层的含碳量约为0.77%。
共析渗碳区：紧接着过共析区的是共析渗碳区， 亚共析过渡区：自渗碳零件表面向心部延伸，
后，可提高表面的硬度、耐磨性及疲劳强度，而心部则仍保 持一定的强度和良好的塑性、韧性，主要用于受严重磨损和 较大冲击载荷的零件。
分类：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。
二、实验原理概述
渗碳后的热处理
①直接淬火：渗碳后直接淬火，工艺简单，生产
效率高，成本低，脱碳倾向小。
三、实验设备及材料
井式渗碳炉 金相显微镜 目镜测微尺 直尺 表面微氏硬度计 冷却剂（水、10号机油）等 20钢、20CrMnTi钢试样。
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。
淬回火零件渗碳层深度的金相法测定
淬回火零件渗碳层深度的金相法测定1---摘要金相法测定渗碳层深度要求试件必须为退火状态。
采用金相法对淬火+低温回火状态渗碳试件进行了渗层深度的测定,并对其误差作了对比分析。
实验说明,直接用金相法测定淬火+低温回火状态的化学热处理试件渗层深度是可行性的。
2---关键词淬火和回火;渗层深度;金相法测定3---引言渗层深度的测量有断口法、显微硬度法和金相法。
断口法仅适用于热处理炉前检查;显微硬度法能直接反映零件的力学性能,为渗层深度的仲裁方法,并有相应的国家标准[1]及行业标准[2];金相法采用渗碳后缓冷试样测定渗层,由于检测效率较高且界限明显而得到广泛使用[3]。
目前渗碳层深度的测定若是仲裁和校核则采用显微硬度法[4],一般生产控制普遍采用金相法。
我公司生产的汽车渗碳齿轮材质为20CrMo钢,采用气体渗碳,渗碳后采用预冷直接淬火+低温回火工艺,炉前检测渗碳层深度采用断口法,最终检验采用试件缓冷后的金相法。
由于试件状态与实际生产零件的不同,退火金相法测定的结果不能代表零件的最终使用状态,因此需要对预冷直接淬火+低温回火零件直接进行渗层深度测量,但是目前对淬火+低温回火零件渗碳层深度的测定尚无明确的方法与界限阐述。
01淬回火件渗层深度金相法测量的可行性目前国内常用的渗碳钢有20钢、20Mn钢、20Cr钢、20CrMo 钢和20CrMnTi钢等,其含碳量均在低碳钢(或低碳合金钢)范围。
低碳钢与合金钢渗碳时的主要区别在于低碳钢比合金钢渗层中的碳浓度要低,其组织和硬度略有不同,但对渗碳层深度测量无影响。
由于渗碳层具有变化的碳浓度,其由表及里逐渐减小,退火状态的渗碳层由表及里由以下三个区域组成[5]:①过共析层组织为珠光体+二次渗碳体;②共析层组织为珠光体;③亚共析渗碳层过渡层,组织为珠光体+铁素体。
珠光体逐渐减少,铁素体逐渐增加,直到心部原始组织(珠光体+铁素体),渗碳缓冷试样渗碳层界限为出现铁素体组织,较容易区分。
渗碳层深度检验方法(金相法)
渗碳层深度检测方法——金相法1金相试样的制备1.1 取样1.1.1取样原则表面处理零件的检验要求试样取自与处理表面相垂直的横截面，磨面必须平整不可有倒角、卷边，否则会导致处理层厚度的错误测试结果。
取样一般应遵循下述原则。
1）代表性。
对局部进行化学热处理的零件，必须在经表面处理过的部位取样。
对于大尺寸的零件，可在附带随炉试块上进行取样。
必要时在事务上取样，以利于对比分析。
2）重要性。
选择零件受力最大或最易损坏的薄弱部位。
在检查零件损坏原因时，必须在损坏的断口或者裂纹处截取试样。
截取试样不应该时试样发生组织变化为原则。
1）对渗层表面未淬硬的零件，可采用常规的机加工方法乳手工锯或车床、刨床等。
2）对已淬硬的零件，可用砂轮切割机（水冷）。
3）对大尺寸零件，先用氧乙炔割下一块，然后再用切割机在无热影响区域截取试样。
试样尺寸以磨面面积小于400mm2，高度15~20mm为宜。
1.1.2 金相试样选取1）纵向取样。
纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向取样。
主要检验内容为：非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。
2）横向取样。
横向取样是指垂直于钢材锻轧方向取样。
主要检验内容为：金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度。
3）缺陷或失效分析取样截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内。
取样时应注意不能使缺陷在磨制时被损伤甚至消失。
1.2清洗试样可用超声波清洗。
试样表面若有油渍、污物或锈斑，可用合适的溶剂清除。
任何妨碍以后基体金属腐蚀的镀膜金属应在抛光之前去除。
1.3试样镶嵌若试样过于细薄或过软、易碎、或需检验边缘组织、或者为便于在自动磨抛机上研磨试样实验室通常采用可采用热压镶嵌法和浇注镶嵌法较为方便。
所选用先前方法均不得改变试样原始组织。
1.3.1热压镶嵌法将样品磨面朝下放入模中，树脂倒入模中超过样品高度，封紧模子并加热、加压。
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。
渗碳层深度检验方法(金相法)
渗碳层深度检测方法——金相法1金相试样的制备1.1 取样1.1.1取样原则表面处理零件的检验要求试样取自与处理表面相垂直的横截面，磨面必须平整不可有倒角、卷边，否则会导致处理层厚度的错误测试结果。
取样一般应遵循下述原则。
1）代表性。
对局部进行化学热处理的零件，必须在经表面处理过的部位取样。
对于大尺寸的零件，可在附带随炉试块上进行取样。
必要时在事务上取样，以利于对比分析。
2）重要性。
选择零件受力最大或最易损坏的薄弱部位。
在检查零件损坏原因时，必须在损坏的断口或者裂纹处截取试样。
截取试样不应该时试样发生组织变化为原则。
1）对渗层表面未淬硬的零件，可采用常规的机加工方法乳手工锯或车床、刨床等。
2）对已淬硬的零件，可用砂轮切割机（水冷）。
3）对大尺寸零件，先用氧乙炔割下一块，然后再用切割机在无热影响区域截取试样。
试样尺寸以磨面面积小于400mm2，高度15~20mm为宜。
1.1.2 金相试样选取1）纵向取样。
纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向取样。
主要检验内容为：非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。
2）横向取样。
横向取样是指垂直于钢材锻轧方向取样。
主要检验内容为：金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度。
3）缺陷或失效分析取样截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内。
取样时应注意不能使缺陷在磨制时被损伤甚至消失。
1.2清洗试样可用超声波清洗。
试样表面若有油渍、污物或锈斑，可用合适的溶剂清除。
任何妨碍以后基体金属腐蚀的镀膜金属应在抛光之前去除。
1.3试样镶嵌若试样过于细薄或过软、易碎、或需检验边缘组织、或者为便于在自动磨抛机上研磨试样实验室通常采用可采用热压镶嵌法和浇注镶嵌法较为方便。
所选用先前方法均不得改变试样原始组织。
1.3.1热压镶嵌法将样品磨面朝下放入模中，树脂倒入模中超过样品高度，封紧模子并加热、加压。
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。
用金相法测定渗碳层深度计算方法初探
用金相法测定渗碳层深度计算方法初探
张庚喜
【期刊名称】《建筑机械：上半月》
【年(卷),期】1990(000)005
【摘要】目前,人们通常用渗碳——淬火之复合热处理来提高机械零件的硬度、强度,延长其使用寿命。
渗碳层深度是控制渗碳质量的主要参数之一。
因此,有些工厂在贯彻执行技术标准时,渗碳层深度即使只超差一丝也要报废,可谓一丝不苟,严矣!关于渗碳层深度的测定,国内多为金相法。
但是在用金相法时,对渗碳层深度的计算方法,则没有统一规定。
本文对用金相法测定渗碳层深度之计算方法作一探讨。
1 渗碳层深度的测定及计算方法检测渗碳层深度通常有如下四种方法: 1.
【总页数】3页(P30-32)
【作者】张庚喜
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.81
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3.金相法与硬度法测量渗碳层深度的比较 [J], 沈建一
4.XQF-4A金相图像分析仪在测量晶粒度、渗碳层中的应用 [J], 张皖菊
5.硬度法代替金相法测定渗碳层渗氮层深度试验分析 [J], 管征芳
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