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金相切割机钢材表面脱碳层鉴别与深度测定

发布时间:2019-03-15 10:43:13  阅读:
钢件在进行各种热处理工序的加热或保温过程中,由于空气或炉内氧化气氛的作用,使钢材表层的碳 全部或部分丧失,这种现象叫做脱碳,有脱碳
钢件在进行各种热处理工序的加热或保温过程中,由于空气或炉内氧化气氛的作用,使钢材表层的碳 全部或部分丧失,这种现象叫做脱碳,有脱碳现象的表层称为脱碳层。总脱碳层深度定义为:从产品表面 到碳含量等于基体碳含量的那一点的距离,等于部分脱碳和完全脱碳之和。有效脱碳层深度定义为:从产 品表面到规定的碳含量或硬度水平的点的距离,规定的碳含量或硬度水平以不因脱碳而影响使用性能为 准(例如:产品标准中规定的碳含量最小值)。
金相切割机钢材表面脱碳层鉴别与深度测定

钢表层的脱碳,大多情况下降低工件的表面硬度、耐磨性及疲劳极限。故在工具钢、轴承钢的标准中 都对脱碳层有具体规定。重要的机械零件是不允许存在脱碳缺陷的,为此在加工时零件的脱碳层必须
除净。
高锰铸钢件在高温水钿处理时会因表层碳氧化造成脱碳。这种脱碳层因碳含量下降在水韧处理的激 冷中发生马氏体转变,因此高锰铸钢件表层脱碳后表面硬度会升高,常会导致表面开裂。
钢的脱碳层深度可按照GB/T 224—2008《钢的脱碳层深度测定法》的有关规定测定,分为金相法和硬 度法两种。

1.   金相切割机测量法
金相法是在光学显微镜下观察试样从表面到基体随着碳含量的变化而产生的组织变化,适用于具 有退火或正火(铁素体一珠光体)组织的钢种,也可有条件地用于那些硬化、回火、轧制或锻造状态的产品。

一般来说,以观测到的组织差别为界,在亚共析钢中以铁素体与其他组织组成物的相对量的变化来区 别;在过共析钢中以碳化物含量相对基体的变化来区别。对于硬化组织或者淬火回火组织,当碳含量变化 引起组织显著变化时,亦可用该方法进行测量。借助于测微目镜或利用金相显微镜系统观察和定量测量 从表面到其组织和基体组织已无区别的那一点的距离。放大倍数的选择取决于脱碳层深度。如果需方没有特殊规定,由检测者选择。通常采用放大倍数为 100倍。当过渡层和基体较难分辨时,可用更高放大倍数进行观察,确定界限。先在低放大倍数下进行初 步观测,保证四周脱碳变化在进一步检测时都可发现,查明最深均匀脱碳区。
金相切割机钢材表面脱碳层鉴别与深度测定




脱碳层最深区域由试样表层的初步检测确定,不受表面缺陷和角效应的影响。对每一试样,在最深的 均匀脱碳区的一个显微镜视场内,应随机进行几处测量(至少需5处),以这些测量值的平均值作为总脱碳 层。脱碳层深度以mm为单位,精确到小数点后两位。轴承钢、工具钢、弹簧钢测量最深处的总脱碳层深 度。如果产品标准或技术协议没有特殊规定,在测量时,试样中脱碳极深的那些点要排除掉(但在试验记 录中应注明缺陷)。
金相切割机钢材表面脱碳层鉴别与深度测定

2.    硬度计测量法
一般用显微(维氏)硬度测量方法,测量在试样横截面上沿垂直于表面方向的显微硬度值分布梯度。 这种方法只适用于脱碳层相当深但和泮火层厚度相比却又很小的亚共析钢、共析钢和过共析钢。
金相切割机钢材表面脱碳层鉴别与深度测定
测定载荷一般在〇. 49N〜4. 9N(50gf〜500gf)之间取尽可能大的载荷,压痕之间的距离至少应为压痕 对角线长度的3倍。脱碳层深度规定为从表面到测量界限值的距离,测量界限由产品标准(如螺栓的脱碳,按 GB/T 3098. 1规定)或双方协议规定,一般为以下3种:
①    由试样边缘至产品标准或技术协议规定的硬度值处;
②    由试样边缘测至硬度值平稳处;
③    由试样边缘测至硬度值平稳处的某一百分数。
至少要在相互距离尽可能远的位置进行两组测定,其测定值的平均值作为脱碳层深度。

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