Kapitel 2 Bestemmelse af overfladehærdet lagdybde
Gennem kemisk varmebehandling (karburerende bratkøling, kulnitrering, nitrering osv.) eller overfladevarmebehandling (induktionsslukning, flammeslukning, elektronstråleslukning osv.), samt metalinfiltration og ikke-metalinfiltration, metaloverfladen dele kan behandles til en vis dybde. Hærdet lag, der passer til servicekrav. På forudsætningen af at bestemme definitionen af det hærdede lag, kan hårdhedsgradientmetoden bruges til at måle dybden af det hærdede lag. Når der er en klar grænseflade mellem det hærdede lag og matrixen, kan den metallografiske metode også anvendes.
Ved forberedelse af prøver skal de generelle krav til fremstilling af metallografiske prøver følges (se kapitel 5, afsnit 5.1). Prøven skal monteres for at beskytte overfladekanten af prøven mod at blive affaset; prøven skal eroderes normalt til metallografisk testning eller for at forstå hårdhedslagets fordeling, når hårdhedsmetoden anvendes. Ved måling af hårdhed anbefales det at gøre det i poleret tilstand.
2.1 Generelle regler for bestemmelse af overfladehærdet lagdybde
Bestemmelsen af dybden af det hærdede lag opnået under specifikke procesbetingelser bør udføres i overensstemmelse med kravene i relevante prøvningsstandarder og tekniske protokoller.
2.1.1 Prøveudvælgelse og prøveforberedelse
Prøverne til måling af dybden af det overfladehærdede lag skal tages fra delene, efter at den specifikke proces er afsluttet. Området og mængden, der tages, bør angives i procesdokumenterne, og prøverne, der sendes med ovnen, kan også vælges i henhold til reglerne.
Dybden af det overfladehærdede lag skal måles på et tværsnit vinkelret på det hærdede lag. Testoverfladen bør omfatte hele det hærdede lag og en del af kernestrukturen og bør være så tæt som muligt på den aksiale retning af delen eller det område, der er angivet i den tekniske aftale.
Til prøver af tyndt hærdede lag kan der anvendes kileformede prøver, som vist i figur 2-1. Trinprøver kan også bruges til at bestemme grænserne for overfladehærdet lagdybde. Højden af hvert trin i trinprøven er 0.05 mm eller 0,10 mm, og dens overflade og hver trinflade skal slibes og behandles, som vist i figur 2-2.
billede
2.1.2 Bestemmelse af hårdhedsgradient
Hårdhedsmetoden bruges til at bestemme dybden af det overfladehærdede lag, som er baseret på hårdhedsgradientkurven fra overfladen til indersiden.
Hårdhedsgradienten måles normalt ved hjælp af Vickers hårdhedstester, men Knoop hårdhedstester kan også bruges under de betingelser, der er aftalt af begge parter i aftalen. Det relevante område for testkraft kan være {{0}}.9807~9.807N (0.1~1kgf).
Hårdhedsgradienten måles på to eller flere steder efter aftale mellem aftaleparterne. Måleresultaterne på hvert sted skal tegnes som en hårdhedsændringskurve i forhold til afstanden fra overfladen.
Placeringen af hårdhedsmåling er vist i tabelmetoden i figur {{0}}. Inden for bredden W på 1,5 mm måles Vickers hårdhed på en eller flere parallelle linjer vinkelret på overfladen. Afstanden mellem disse parallelle linjer skal overholde Vickers hårdhedsteststandardkrav. Afstanden (Δd) mellem hver to tilstødende fordybninger bør ikke være mindre end de normale tider for diagonalen af fordybningen. Afstandsforskellen (d2-d1) mellem centrene for successive fordybninger og overfladen bør ikke overstige 0,1 mm. Nøjagtigheden af at måle afstanden fra midten af fordybningen til overfladen skal være inden for ± 25 μm.
billede
Center-til-overflade-afstanden af den første fordybning (d1) på overfladen skal være mindst 2,5 gange diagonalen af Vickers hårdhedsfordybning.
Baseret på de målte data kan kurven vist i figur 2-4 tegnes, og den tilsvarende hærdede lagdybde kan opnås baseret på definitionerne af forskellige hærdede lagdybder.
billede
2.2 Bestemmelse af dybden af karburerede eller kulnitrerede hærdede, hærdede lag af ståldele
Dybden af det karburerede eller carbonitrerede hærdede hærdede lag af ståldele (større end 0,3 mm) måles generelt ved hjælp af metoden specificeret i GB/T 9450-2005 "Bestemmelse og verifikation af dybden af det karburerede" og hærdet lag af ståldele". Denne metode Det er også den eneste voldgiftsmetode.
2.2.1 Definition af dybden af opkulnings- og brathærdende lag
GB/T 9450-2005 angiver, at den lodrette afstand fra delens overflade til det punkt, hvor Vickers hårdhedsværdi er 550HV1, er dybden af det karburerende og bratkølende hærdede lag. Denne 550HV1 kaldes grænse hårdhedsværdien. Denne definition gælder for det emne, der er blevet karbureret eller kulnitreret og bratkølet, og hårdhedsværdien i dybden af det bratkølende hærdede lag fra overfladen (defineret som midten) er mindre end 450HV. Når punktet er højere end 450HV, skal en specifik værdi større end 550HV (med 25HV som første niveau) vælges som grænse for hårdhed. Hvis kernehårdhedsværdien på dette sted er 470HV, skal grænseværdien for hårdhed sættes til 575HV. Er der en anden teknisk aftale, vil aftalens bestemmelser blive gennemført.
2.2.2 Bestemmelse af hærdet lags dybde ved hårdhedsmetode
Brug en belastning på {{0}}.9807~9.807N (almindeligt brugt: 0.9807~2.942N) til at måle hårdhedsgradientkurven fra overfladen til indersiden efter metoden introduceret i afsnit 2.1. Generelt bør to eller flere hårdhedskurver måles på positioner, som begge parter er enige om. Bestem afstanden fra arbejdsemnets overflade, hvor hårdhedsværdien er en defineret værdi (såsom 550HV eller den tilsvarende Knoop hårdhedsværdi) baseret på hver kurve, som vist i tabellen i figur 2-4. Når forskellen mellem hver værdi er mindre end eller lig med 0,1 mm, tages gennemsnitsværdien som dybden af det hærdede lag. Hvis forskellen er større end 0,1 mm, skal testen gentages.
Under forudsætning af, at dybden af det karburerende og bratkølende hærdede lag er blevet groft bestemt, kan interpolationsmetoden bruges til verifikation. På den position, hvor afstanden fra overfladen er mindre end den estimerede hærdede lagdybde d1 og større end den estimerede hærdede lagdybde d2
(" af d{{0}} d1 bør ikke overstige 0,3 mm"). Mål mindst 5 hårdhedsværdier (gennemsnitsværdi) på hver af dem. Billederne er hhv. Den hærdede lagdybde (CHD) kan opnås i henhold til interpolationsformlen (2-1):
billede
I formlen d1—— afstanden fra overfladen, som er mindre end dybden af det hærdede lag;
d2 ———Afstanden fra overfladen, der er større end dybden af det hærdede lag;
Billede - det aritmetiske gennemsnit af hårdhedsmålingsværdierne ved d1 og d2, som vist i figur 2-5;
Billede - grænseværdien for hårdhed (normalt 550HVI).
billede
2.2.3 Metode til at udtrykke resultaterne af opkulning og bratkøling af hærdet lags dybdemåling
I henhold til hårdhedstestbetingelserne udtrykkes dybden af det karburerende og bratkølende hærdede lag som følger:
billede
2.2.4 Metallografisk metode til at bestemme dybden af opkulning og bratkøling af hærdet lag
Ved måling af dybden af det hærdede lag ved hjælp af den metallografiske metode, anbefales det at bruge et metallografisk mikroskop, hvor dybden af det hærdede lag optager 1/3~2/3 af synsfeltet.
Den metallografiske metode måles generelt på den metallografiske testoverflade af det normale tværsnit af den opkullede prøve under langsom afkøling (ligevægtstilstand). Der er ingen streng og samlet industristandard for den specifikke beregningsmetode for dybden af det karburerede og bratkølede hærdede lag. Det er generelt baseret på råvaren. (Kulstofstål, legeret stål) og teknologi kan opdeles i 3 metoder, se tabel 2-1.
billede
billede
Mens det sikres, at emnet har en tilstrækkelig dyb kulstofzone, er det også generelt påkrævet, at kulstofkoncentrationsgradienten i overgangszonen for det karburerede lag ikke er for stor til at bremse spændingsmutationen mellem det karburerede lag og matrixen. . Derfor kræves det generelt, at summen af det hypereutektoide lag og det eutektoide lag udgør ca. 50% til 75% af det totale permeabilitetslag.
2.2.5 Bestemmelse af lav dybde af opkullet hærdet lag
For emner med en karboniseret (carbonitrerende) hærdet lagdybde under 0.3 mm, er ovenstående metode ikke anvendelig, men GB/T 9451-2005 "Bestemmelse af total hærdet lagdybde eller effektiv hærdet lagdybde af tyndt lag overfladelag af ståldele" bør anvendes. foreskrevet metode. Denne standard foreskriver, at afstanden fra det hærdede lag målt i lodret retning af emneoverfladen til den specificerede mikrohårdhedsværdi kaldes den effektive hærdede lagdybde, og afstanden målt fra det hærdede lag uden væsentlig ændring i mikrohårdhedsværdien kaldes total hærdet lagdybde.
Den specifikke målemetode og udtryksmetode er den samme som GB/T {{0}}, men den belastning, der bruges til Vickers hårdhedstest bør generelt være 1,97N (0.2kgf) og 2.94N ( 0,3 kgf).
2.3 Bestemmelse af nitreret lagdybde af ståldele
Dybdebestemmelsen af nitrering (nitrocarburizing) lag af ståldele udføres generelt i overensstemmelse med GB/T 11354-2005 "Steel Parts - Nitriding Layer Depth Determination and Metallographic Structure Inspection". Specifikke målemetoder omfatter hårdhedsmetode, metallografisk metode og frakturmetode. Blandt dem er hårdhedsmetoden voldgiftsmetoden.
2.3.1 Definition af nitreringslagsdybde
Dybden af det nitrerende (nitrocarburiserende) lag er summen af overfladeforbindelseslaget og diffusionslaget.
Defineret ved hårdhed: Den lodrette afstand målt fra overfladen af prøven til et punkt 50HV højere end Vickers hårdhedsværdi for substratet er dybden af nitreringslaget.
For dele, hvor hårdheden af det nitrerede lag af kulstofstål eller lav-carbon lavlegeret stål ændrer sig meget forsigtigt, kan dybden af det nitrerede lag defineres som afstanden fra overfladen langs den lodrette overfladeretning, hvor Vickers hårdhed er 30HV højere end Vickers hårdhed af matricen. Er der en anden teknisk aftale, vil aftalens bestemmelser blive gennemført.
2.3.2 Bestemmelse af nitreringslagsdybde ved hårdhedsmetode
Hårdhedsmetoden bruges til at måle dybden af nitreringslaget. Vickers hårdhed anvendes iht. standarden (Knoop hårdhed kan også bruges). Testkraften er {{0}}.9807~9.807N, og 0.9807~2.942N bruges normalt.
Nitreringslagets dybde er baseret på delens grundhårdhed. Det kræves, at gennemsnitsværdien (nøjagtig til 10 cifre) af 3-punkthårdhedsværdierne målt ved 3 gange dybden af nitreringslaget fra overfladen er den målte grundhårdhed.
