Глава 2 Определяне на дълбочината на повърхностно закаления слой
Чрез химическа топлинна обработка (закаляване чрез карбуризиране, закаляване чрез карбонитриране, азотиране и др.) или повърхностна термична обработка (индукционно охлаждане, охлаждане с пламък, охлаждане с електронен лъч и др.), както и инфилтрация на метали и инфилтрация на неметали, повърхността на метала части могат да бъдат третирани до определена дълбочина. Втвърден слой, който отговаря на изискванията за обслужване. При предпоставката за определяне на дефиницията на втвърдения слой, методът на градиента на твърдостта може да се използва за измерване на дълбочината на втвърдения слой. Когато има ясна граница между втвърдения слой и матрицата, може да се използва и металографският метод.
За подготовката на образците трябва да се спазват общите изисквания за подготовка на металографски образци (вижте глава 5, раздел 5.1). Изисква се образецът да бъде монтиран, за да предпази повърхностния ръб на образеца от скосяване; пробата трябва да бъде ерозирана нормално за металографско изпитване или за разбиране на разпределението на слоя твърдост при използване на метода на твърдост. При измерване на твърдостта се препоръчва да се прави в полирано състояние.
2.1 Общи правила за определяне на дълбочината на повърхностно закаления слой
Определянето на дълбочината на втвърдения слой, получен при специфични условия на процеса, трябва да се извърши в съответствие с изискванията на съответните стандарти за изпитване и технически протоколи.
2.1.1 Избор на проба и подготовка на пробата
Пробите за измерване на дълбочината на повърхностния закален слой трябва да се вземат от детайлите след приключване на конкретния процес. Площта и взетото количество трябва да бъдат посочени в документите на процеса, а пробите, изпратени с пещта, също могат да бъдат избрани в съответствие с разпоредбите.
Дълбочината на повърхностния закален слой трябва да се измери върху напречно сечение, перпендикулярно на закаления слой. Тестовата повърхност трябва да включва целия закален слой и част от структурата на сърцевината и трябва да бъде възможно най-близо до аксиалната посока на частта или зоната, посочена в техническото споразумение.
За проби от тънък закален слой могат да се използват образци с клиновидна форма, както е показано на фигура 2-1. Стъпаловидни образци могат да се използват и при определяне на границите на дълбочината на повърхностно закаления слой. Височината на всяко стъпало от образеца на стъпалото е 0.05 mm или 0,10 mm, а повърхността му и всяка повърхност на стъпалото трябва да бъдат шлифовани и обработени, както е показано на фигура 2-2.
снимка
2.1.2 Определяне на градиента на твърдост
Методът на твърдостта се използва за определяне на дълбочината на повърхностно закаления слой, който се основава на кривата на градиента на твърдостта от повърхността навътре.
Градиентът на твърдост обикновено се измерва с помощта на тестер за твърдост на Vickers, но може да се използва и тестер за твърдост на Knoop при условията, договорени от двете страни по споразумението. Приложимият обхват на изпитвателна сила може да бъде {{0}}.9807~9.807N (0.1~1kgf).
Градиентът на твърдост се измерва на две или повече места по споразумение между страните по споразумението. Резултатите от измерването на всяко място трябва да бъдат начертани като крива на промяна на твърдостта спрямо разстоянието от повърхността.
Позицията на измерване на твърдостта е показана в табличния метод на фигура {{0}}. В рамките на ширината W от 1,5 mm твърдостта по Викерс се измерва на една или повече успоредни линии, перпендикулярни на повърхността. Разстоянието между тези успоредни линии трябва да отговаря на стандартните изисквания за тест за твърдост по Викерс. Разстоянието (Δd) между всеки две съседни вдлъбнатини не трябва да бъде по-малко от нормалните времена на диагонала на вдлъбнатината. Разликата в разстоянието (d2-d1) между центровете на последователните вдлъбнатини и повърхността не трябва да надвишава 0,1 mm. Точността на измерване на разстоянието от центъра на вдлъбнатината до повърхността трябва да бъде в рамките на ± 25 μm.
снимка
Разстоянието център-повърхност на първата вдлъбнатина (d1) на повърхността трябва да бъде най-малко 2,5 пъти диагонала на вдлъбнатината за твърдост по Викерс.
Въз основа на измерените данни може да се начертае кривата, показана на Фигура 2-4, и съответната дълбочина на втвърдения слой може да се получи въз основа на дефинициите на различните дълбочини на втвърдения слой.
снимка
2.2 Определяне на дълбочината на карбонизиран или карбонитридиран закален слой от стоманени части
Дълбочината на карбонизирания или карбонитридиран закален слой от стоманени части (по-голям от 0.3 mm) обикновено се измерва с помощта на метода, посочен в GB/T 9450-2005 „Определяне и проверка на дълбочината на карбуризираните и закален закален слой от стоманени части". Този метод Това е и единственият арбитражен метод.
2.2.1 Определяне на дълбочината на карбуризиращия и закаляващ втвърден слой
GB/T 9450-2005 определя, че вертикалното разстояние от повърхността на детайла до точката, където стойността на твърдостта на Викерс е 550HV1, е дълбочината на слоя, закален чрез карбуризиране и закаляване. Това 550HV1 се нарича гранична стойност на твърдост. Тази дефиниция се прилага за детайла, който е бил карбуризиран или карбонитриран и закален, а стойността на твърдостта на дълбочината на закаления закален слой от повърхността (дефинирана като център) е по-малка от 450HV. Когато точката е по-висока от 450HV, конкретна стойност, по-голяма от 550HV (с 25HV като първо ниво), трябва да бъде избрана като гранична твърдост. Ако стойността на твърдостта на сърцевината на това място е 470HV, граничната стойност на твърдостта трябва да бъде зададена като 575HV. Ако има друго техническо споразумение, разпоредбите на споразумението ще бъдат изпълнени.
2.2.2 Определяне на дълбочината на втвърдения слой по метода на твърдостта
Използвайте натоварване от {{0}}.9807~9.807N (често използвано: 0.9807~2.942N), за да измерите кривата на градиента на твърдостта от повърхността навътре съгласно метода, въведен в раздел 2.1. Обикновено две или повече криви на твърдост трябва да се измерват в позиции, договорени от двете страни. Определете разстоянието от повърхността на детайла, където стойността на твърдостта е определена стойност (като 550HV или съответната стойност на твърдост на Knoop) въз основа на всяка крива, както е показано в таблицата на фигура 2-4. Когато разликата между всяка стойност е по-малка или равна на 0,1 mm, средната стойност се приема като дълбочина на втвърдения слой. Ако разликата е по-голяма от 0,1 mm, тестът трябва да се повтори.
При условие, че грубо е определена дълбочината на втвърдения слой за карбуризиране и закаляване, методът на интерполация може да се използва за проверка. В позицията, където разстоянието от повърхността е по-малко от изчислената дълбочина на втвърдения слой d1 и по-голямо от изчислената дълбочина на втвърдения слой d2
(" на d{{0}} d1 не трябва да надвишава 0,3 mm"). Измерете най-малко 5 стойности на твърдост (средна стойност) на всяка от тях. Снимките са респ. Дълбочината на втвърдения слой (CHD) може да бъде получена съгласно формулата за интерполация (2-1):
снимка
Във формулата d1——разстоянието от повърхността, което е по-малко от дълбочината на втвърдения слой;
d2 ———Разстоянието от повърхността, което е по-голямо от дълбочината на втвърдения слой;
Картина - средноаритметичната стойност на измерените стойности на твърдостта при d1 и d2, както е показано на фигура 2-5;
Картина - граничната стойност на твърдостта (обикновено 550HVI).
снимка
2.2.3 Метод за изразяване на резултатите от измерване на дълбочината на карбуризирането и закаляването на втвърдения слой
Съгласно условията на изпитване за твърдост, дълбочината на втвърдения слой за карбуризиране и закаляване се изразява, както следва:
снимка
2.2.4 Металографски метод за определяне на дълбочината на карбуризиране и закаляване на закаления слой
При измерване на дълбочината на втвърдения слой по металографски метод се препоръчва използването на металографски микроскоп, при който дълбочината на втвърдения слой заема 1/3~2/3 от зрителното поле.
Металографският метод обикновено се измерва върху металографската изпитвателна повърхност на нормалното напречно сечение на карбуризираната проба при условия на бавно охлаждане (равновесно състояние). Няма строг и унифициран индустриален стандарт за специфичния метод за изчисляване на дълбочината на карбуризирания и закален закален слой. Обикновено се основава на суровината. (Въглеродна стомана, легирана стомана) и технологията могат да бъдат разделени на 3 метода, вижте таблица 2-1.
снимка
снимка
Докато се гарантира, че детайлът има достатъчно дълбока високовъглеродна зона, обикновено се изисква градиентът на концентрация на въглерод в преходната зона на карбонизирания слой да не е твърде голям, за да забави мутацията на напрежението между карбонизирания слой и матрицата . Следователно, обикновено се изисква сумата от хиперевтектоидния слой и евтектоидния слой да представлява приблизително 50% до 75% от общия слой на пропускливост.
2.2.5 Определяне на плитка дълбочина на карбуризиран закален слой
За детайли с дълбочина на карбуризиран (карбонитриращ) закален слой под 0.3 mm, горният метод не е приложим, но GB/T 9451-2005 "Определяне на общата дълбочина на закаления слой или ефективната дълбочина на закаления слой на тънък трябва да се използват повърхностни слоеве на стоманени части“. предписан метод. Този стандарт постановява, че разстоянието от закаления слой, измерено във вертикална посока на повърхността на обработвания детайл, до определената стойност на микротвърдостта се нарича ефективна дълбочина на закаления слой, а разстоянието, измерено от закаления слой без значителна промяна в стойността на микротвърдостта, се нарича обща дълбочина на втвърдения слой.
Конкретният метод на измерване и методът на изразяване са същите като GB/T {{0}}, но натоварването, използвано за теста за твърдост по Викерс, обикновено трябва да бъде 1,97N (0.2kgf) и 2,94N ( 0,3 kgf).
2.3 Определяне на дълбочината на азотирания слой на стоманени детайли
Определянето на дълбочината на слоя азотиране (нитрокарбюризиране) на стоманени части обикновено се извършва в съответствие с GB/T 11354-2005 „Стоманени части – определяне на дълбочината на слоя азотиране и проверка на металографската структура“. Специфичните методи за измерване включват метод на твърдост, металографски метод и метод на счупване. Сред тях методът на твърдост е арбитражният метод.
2.3.1 Дефиниране на дълбочината на азотиращия слой
Дълбочината на азотиращия (нитрокарбюризиращ) слой е сумата от повърхностния слой на съединението и дифузионния слой.
Определено от твърдостта: Вертикалното разстояние, измерено от повърхността на пробата до точка с 50HV по-висока от стойността на твърдостта на Vickers на субстрата, е дълбочината на азотиращия слой.
За части, при които твърдостта на азотирания слой от въглеродна стомана или нисковъглеродна нисколегирана стомана се променя много леко, дълбочината на азотирания слой може да се определи като разстоянието от повърхността по вертикалната посока на повърхността, където твърдостта на Викерс е 30HV по-висока от твърдостта на матрицата по Викерс. Ако има друго техническо споразумение, разпоредбите на споразумението ще бъдат изпълнени.
2.3.2 Определяне на дълбочината на азотиращия слой по метода на твърдостта
Методът на твърдостта се използва за измерване на дълбочината на слоя азотиране. Твърдостта по Викерс се използва съгласно стандарта (може да се използва и твърдост по Кнуп). Тестовата сила е {{0}}.9807~9.807N и обикновено се използва 0.9807~2.942N.
Дълбочината на азотиращия слой се базира на основната твърдост на детайла. Изисква се средната стойност (с точност до 10 цифри) на 3-точковите стойности на твърдост, измерени на 3 пъти дълбочината на слоя азотиране спрямо повърхността, да е измерената основна твърдост.
