Глава 2. Определение глубины поверхностного упрочненного слоя
Посредством химико-термической обработки (закалка цементацией, карбонитрирования, азотирования и т. д.) или термической обработки поверхности (индукционная закалка, закалка пламенем, закалка электронным лучом и т. д.), а также пропитка металла и пропитка неметаллов, поверхность металла детали можно обрабатывать на определенную глубину. Закаленный слой, отвечающий требованиям эксплуатации. На основании определения определения закаленного слоя можно использовать метод градиента твердости для измерения глубины закаленного слоя. При наличии четкой границы между закаленным слоем и матрицей можно использовать и металлографический метод.
При приготовлении образцов следует соблюдать общие требования к подготовке металлографических образцов (см. главу 5, раздел 5.1). Образец необходимо закрепить так, чтобы защитить край поверхности образца от скосов; образец должен быть подвергнут обычной эрозии для металлографических испытаний или для понимания распределения слоя твердости при использовании метода твердости. Измерение твердости рекомендуется делать в полированном состоянии.
2.1 Общие правила определения глубины поверхностно-упрочненного слоя
Определение глубины упрочненного слоя, полученного в конкретных технологических условиях, следует проводить в соответствии с требованиями соответствующих стандартов испытаний и технических протоколов.
2.1.1 Отбор и подготовка проб
Пробы для измерения глубины поверхностного упрочненного слоя следует отбирать с деталей после завершения конкретного процесса. Площадь и количество отбираемых образцов должны быть указаны в технологической документации, а образцы, поставляемые вместе с печью, также могут быть отобраны согласно регламенту.
Глубину поверхностного закаленного слоя следует измерять на поперечном сечении, перпендикулярном закаленному слою. Испытуемая поверхность должна включать весь закаленный слой и часть сердцевинной конструкции и быть максимально приближена к осевому направлению детали или площади, указанной в техническом соглашении.
Для образцов с тонким упрочненным слоем можно использовать образцы клиновидной формы, как показано на рисунке 2-1. Ступенчатые образцы также можно использовать при определении пределов глубины поверхностно-упрочненного слоя. Высота каждой ступени образца ступени составляет 0.05 мм или 0,10 мм, а ее поверхность и поверхность каждой ступени должны быть отшлифованы и обработаны, как показано на рисунке 2-2.
картина
2.1.2 Определение градиента твердости
Для определения глубины поверхностного упрочненного слоя применяется метод твердости, основанный на кривой градиента твердости от поверхности внутрь.
Градиент твердости обычно измеряют с помощью твердомера Виккерса, но можно использовать и твердомер Кнупа при условиях, согласованных обеими сторонами договора. Применимый диапазон испытательной силы может составлять {{0}},9807~9,807 Н (0,1~1 кгс).
Градиент твердости измеряется в двух или более местах по соглашению сторон договора. Результаты измерений в каждом месте следует отображать в виде кривой изменения твердости относительно расстояния от поверхности.
Положение измерения твердости показано в табличном виде на рисунке {{0}}. В пределах ширины W 1,5 мм твердость по Виккерсу измеряется по одной или нескольким параллельным линиям, перпендикулярным поверхности. Расстояние между этими параллельными линиями должно соответствовать требованиям стандарта испытаний на твердость по Виккерсу. Расстояние (Δd) между каждыми двумя соседними углублениями не должно быть меньше нормального времени диагонали углубления. Разница расстояний (d2-d1) между центрами последовательных углублений и поверхностью не должна превышать 0,1 мм. Точность измерения расстояния от центра отпечатка до поверхности должна быть в пределах ±25 мкм.
картина
Расстояние от центра до поверхности первого отпечатка (d1) на поверхности должно быть как минимум в 2,5 раза больше диагонали отпечатка твердости по Виккерсу.
На основе измеренных данных можно построить кривую, показанную на рисунке 2-4, и получить соответствующую глубину закаленного слоя на основе определений различной глубины закаленного слоя.
картина
2.2 Определение глубины науглероженного или карбонитридированного закаленного слоя стальных деталей
Глубину науглероженного или карбонитридированного закаленного слоя стальных деталей (более 0,3 мм) обычно измеряют с использованием метода, указанного в GB/T 9450-2005 «Определение и проверка глубины науглероженного слоя стальных деталей». и закаленный закаленный слой стальных деталей». Этот метод. Это также единственный метод арбитража.
2.2.1 Определение глубины цементации и закалочного закаленного слоя
GB/T 9450-2005 предусматривает, что расстояние по вертикали от поверхности детали до точки, где значение твердости по Виккерсу составляет 550HV1, является глубиной науглероживающего и закаленного слоя. Это 550HV1 называется предельным значением твердости. Это определение применимо к заготовке, подвергнутой цементации или карбонитрированию и закалке, у которой значение твердости на глубине закалочного слоя от поверхности (определяемой как центр) составляет менее 450HV. Когда точка выше 450HV, в качестве предельной твердости следует выбрать конкретное значение, превышающее 550HV (с 25HV в качестве первого уровня). Если значение твердости сердцевины в этом месте составляет 470HV, предельное значение твердости должно быть установлено как 575HV. При наличии другого технического соглашения положения соглашения будут реализованы.
2.2.2 Определение глубины упрочненного слоя методом твердости
Используйте нагрузку {{0}},9807~9,807Н (обычно используется: 0,9807~2,942Н) для измерения кривой градиента твердости от поверхности внутрь. по методу, представленному в разделе 2.1. Как правило, две или более кривых твердости следует измерять в положениях, согласованных обеими сторонами. Определите расстояние от поверхности заготовки, на котором значение твердости является определенным значением (например, 550HV или соответствующее значение твердости по Кнупу) на основе каждой кривой, как показано в таблице на рисунке 2-4. Когда разница между каждым значением меньше или равна 0,1 мм, за глубину закаленного слоя принимают среднее значение. Если разница превышает 0,1 мм, испытание следует повторить.
При условии, что глубина цементационно-закалочного слоя приблизительно определена, для проверки можно использовать метод интерполяции. В положении, где расстояние от поверхности меньше расчетной глубины закаленного слоя d1 и больше расчетной глубины закаленного слоя d2
(Расстояние d{{0}} d1 не должно превышать 0,3 мм"). Измерьте не менее 5 значений твердости (среднее значение) на каждом из них. Картинки соответственно. Глубину упрочненного слоя (CHD) можно получить по интерполяционной формуле (2-1):
картина
В формуле d1 — расстояние от поверхности, меньшее глубины закаленного слоя;
d2 ———Расстояние от поверхности, превышающее глубину закаленного слоя;
Рисунок - среднее арифметическое значений измерения твердости при d1 и d2, как показано на рисунке 2-5;
Рисунок – предельное значение твердости (обычно 550HVI).
картина
2.2.3 Метод выражения результатов измерения глубины цементационно-закалочного слоя упрочненного слоя
По условиям испытаний на твердость глубина цементационно-закалочного слоя выражается следующим образом:
картина
2.2.4 Металлографический метод определения глубины науглероживания и закалочного упрочненного слоя.
При измерении глубины закаленного слоя металлографическим методом рекомендуется использовать металлографический микроскоп, в котором глубина закаленного слоя занимает 1/3~2/3 поля зрения.
Металлографический метод обычно измеряется на металлографической контрольной поверхности нормального сечения науглероженного образца в условиях медленного охлаждения (равновесного состояния). Строгого и единого отраслевого стандарта для конкретного метода расчета глубины науглероженного и закаленного закаленного слоя не существует. Обычно это зависит от сырья. (Углеродистая сталь, легированная сталь) и технологию можно разделить на 3 метода, см. Таблицу 2-1.
картина
картина
При обеспечении того, чтобы заготовка имела достаточно глубокую зону с высоким содержанием углерода, также обычно требуется, чтобы градиент концентрации углерода в переходной зоне науглероженного слоя не был слишком большим, чтобы замедлить стрессовую мутацию между науглероженным слоем и матрицей. . Поэтому обычно требуется, чтобы сумма заэвтектоидного слоя и эвтектоидного слоя составляла примерно от 50% до 75% от общего проницаемого слоя.
2.2.5 Определение глубины науглероженного закаленного слоя
Для заготовок с глубиной науглероженного (карбонитрированного) закаленного слоя менее 0,3 мм вышеуказанный метод не применим, но GB/T 9451-2005 «Определение общей глубины закаленного слоя или эффективной глубины закаленного слоя тонких следует использовать поверхностные слои стальных деталей». предписанный метод. Настоящим стандартом установлено, что расстояние от закаленного слоя, измеренное в вертикальном направлении поверхности детали, до заданного значения микротвердости, называется эффективной глубиной закаленного слоя, а расстояние, измеренное от закаленного слоя без существенного изменения значения микротвердости, - общая глубина закаленного слоя.
Конкретный метод измерения и метод выражения такие же, как у GB/T {{0}}, но нагрузка, используемая для испытания на твердость по Виккерсу, обычно должна составлять 1,97 Н (0,2 кгс) и 2,94 Н ( 0,3 кгс).
2.3 Определение глубины азотированного слоя стальных деталей
Определение глубины слоя азотирования (нитроцементации) стальных деталей обычно выполняется в соответствии с GB/T 11354-2005 «Стальные детали – определение глубины слоя азотирования и металлографический контроль структуры». Конкретные методы измерения включают метод твердости, металлографический метод и метод разрушения. Среди них метод жесткости — арбитражный метод.
2.3.1 Определение глубины слоя азотирования
Глубина слоя азотирования (нитроцементации) представляет собой сумму поверхностного слоя компаунда и диффузионного слоя.
Определяется твердостью: вертикальное расстояние, измеренное от поверхности образца до точки, на 50HV превышающей значение твердости основы по Виккерсу, представляет собой глубину азотирующего слоя.
Для деталей, в которых твердость азотированного слоя углеродистой стали или малоуглеродистой низколегированной стали изменяется очень плавно, глубину азотированного слоя можно определить как расстояние от поверхности вдоль вертикального направления поверхности, где твердость по Виккерсу составляет 30HV. выше, чем твердость матрицы по Виккерсу. При наличии другого технического соглашения положения соглашения будут реализованы.
2.3.2 Определение глубины азотирующего слоя методом твердости
Метод твердости используется для измерения глубины азотирующего слоя. Твердость по Виккерсу используется по стандарту (можно также использовать твердость по Кнупу). Испытательная сила составляет {{0}},9807~9,807Н, обычно используется 0,9807~2,942Н.
Глубина слоя азотирования зависит от базовой твердости детали. Требуется, чтобы среднее значение (с точностью до 10 цифр) значений 3-точечной твердости, измеренных на 3-кратной глубине слоя азотирования от поверхности, представляло собой измеренную базовую твердость.
