1、工件表面处理后的金相检验工件表面处理后的金相检验 鉴定渗碳、渗氮组织、检验表面淬火组织鉴定渗碳、渗氮组织、检验表面淬火组织 张张 博博鉴定渗碳层组织鉴定渗碳层组织 渗碳是向钢的表面渗入碳原子的过程。使钢的表面含渗碳是向钢的表面渗入碳原子的过程。使钢的表面含碳量远高于芯部，淬火后钢的表面硬度高，耐磨性好，但碳量远高于芯部，淬火后钢的表面硬度高，耐磨性好，但芯部又具有高的塑韧性。芯部又具有高的塑韧性。 渗碳钢必须是低碳钢或低碳合金钢，含碳量小于渗碳钢必须是低碳钢或低碳合金钢，含碳量小于0.200.20% %。温度一般在。温度一般在900900950950。 渗碳只改变工件表面的化学成分，要使渗碳件
2、表面具有高渗碳只改变工件表面的化学成分，要使渗碳件表面具有高硬度、高耐磨性和芯部良好的韧性配合，渗碳后必须进行热处理。硬度、高耐磨性和芯部良好的韧性配合，渗碳后必须进行热处理。常用的方法是淬火低温回火。常用的方法是淬火低温回火。 表层显微组织为细针状马氏体和均匀分布的细粒状渗碳表层显微组织为细针状马氏体和均匀分布的细粒状渗碳体，硬度高达体，硬度高达585864 64 HRcHRc； 芯部组织是板条马氏体或铁素体加珠光体，硬度为芯部组织是板条马氏体或铁素体加珠光体，硬度为282842 42 HRcHRc，所以芯部具有较高的韧性和适当的强度。，所以芯部具有较高的韧性和适当的强度。 20CrMnTi
3、20CrMnTi钢渗碳缓冷组织钢渗碳缓冷组织珠光体各种形状碳化物珠光体各种形状碳化物珠光体珠光体珠光体铁素体珠光体铁素体基体组织基体组织渗碳缓冷后表层过共析层渗碳缓冷后表层过共析层 渗碳淬回火状态组织渗碳淬回火状态组织针状马氏体各种形状碳化物残余奥氏体针状马氏体各种形状碳化物残余奥氏体针状马氏体残余奥氏体针状马氏体残余奥氏体针状马氏体残余奥氏体板条马氏体针状马氏体残余奥氏体板条马氏体基体组织（板条马氏体）基体组织（板条马氏体）渗碳层的金相检验渗碳层的金相检验组织检验组织检验 评定马氏体、奥氏体、碳化物、心部铁素体评定马氏体、奥氏体、碳化物、心部铁素体渗层深度的测定渗层深度的测定 断口法断口法
4、金相法金相法 显微硬度法显微硬度法 剥层化学分析法剥层化学分析法渗碳后缺陷组织渗碳后缺陷组织渗碳后缺陷组织渗碳后缺陷组织鉴定渗氮层鉴定渗氮层 纯铁：白亮层（各种氮化物）纯铁：白亮层（各种氮化物）含氮化物的含氮化物的铁素体。铁素体。 合金钢（调质组织）：白亮层（各种氮化物）合金钢（调质组织）：白亮层（各种氮化物）扩散层（含氮化物的的索氏体）扩散层（含氮化物的的索氏体）基体。基体。渗氮层深度测定渗氮层深度测定 金相法金相法 随炉试样经侵蚀后，在随炉试样经侵蚀后，在100200100200倍下用带刻度的倍下用带刻度的目镜测量，从表面到渗氮扩散层与基体交界处的目镜测量，从表面到渗氮扩散层与基体交界处的
5、距离，即是渗氮层深度。距离，即是渗氮层深度。 渗氮后侵蚀渗氮后侵蚀显微硬度测渗层深度显微硬度测渗层深度硬度法硬度法GB/T 113542005GB/T 113542005钢铁零件渗氮层深度测定和金相检验钢铁零件渗氮层深度测定和金相检验标标准规定了硬度法测定渗氮层深度的方法。要求用准规定了硬度法测定渗氮层深度的方法。要求用2.94N2.94N（0.3kg0.3kg）载荷下，维氏硬度从表面测至高出心部硬度载荷下，维氏硬度从表面测至高出心部硬度50HV50HV单位（过渡层单位（过渡层平缓时可测至高出心部平缓时可测至高出心部30HV30HV）处作为渗氮层深度界限）处作为渗氮层深度界限。同渗碳层的测定一
6、样，当有争议时，渗氮层的深度测定以显微同渗碳层的测定一样，当有争议时，渗氮层的深度测定以显微硬度法为惟一仲裁方法。硬度法为惟一仲裁方法。渗氮层组织评定渗氮层组织评定（GB/T11354GB/T1135420052005）原始组织：调质组织，按索氏体中游离铁素体数量分原始组织：调质组织，按索氏体中游离铁素体数量分5 5级。级。渗氮层脆性：按维氏硬度压痕边角碎裂程度分为渗氮层脆性：按维氏硬度压痕边角碎裂程度分为5 5级。级。渗氮层疏松：按表面化合物层内的微孔的形状、数量、密集程度渗氮层疏松：按表面化合物层内的微孔的形状、数量、密集程度分为分为5 5级。级。脉状氮化物：按扩散层中氮化物的形态、数量、
7、和分布情况分为脉状氮化物：按扩散层中氮化物的形态、数量、和分布情况分为5 5级。级。鉴定高频感应淬火淬硬层鉴定高频感应淬火淬硬层 感应淬火用钢常选用中碳钢和中碳合金钢，如感应淬火用钢常选用中碳钢和中碳合金钢，如4040钢、钢、4545钢、钢、40C40Cr r等，感应淬火和普通淬火相比较，有变形小、加热时间短而氧等，感应淬火和普通淬火相比较，有变形小、加热时间短而氧化脱碳少、表面硬度高、缺口敏感性小等优点。化脱碳少、表面硬度高、缺口敏感性小等优点。相变特点：加热速度快时间短加热层浅从加热到淬火通常只有相变特点：加热速度快时间短加热层浅从加热到淬火通常只有几秒或几十秒，相变在一个温度区域短时间进
8、行几秒或几十秒，相变在一个温度区域短时间进行检验硬化层深度检验硬化层深度金相法：金相法： 对淬火前经正火处理的零件，硬化层深度应从表面测到到对淬火前经正火处理的零件，硬化层深度应从表面测到到50%50%马氏体处为止。如果马氏体处的铁素体含量超过马氏体处为止。如果马氏体处的铁素体含量超过20%20%，应测，应测到到20%20%铁素体处为止。铁素体处为止。 对淬火前经调质处理的零件，硬化层深度应从表面测到有对淬火前经调质处理的零件，硬化层深度应从表面测到有明显索氏体处为止。明显索氏体处为止。检验硬化层深度检验硬化层深度硬度法硬度法 维氏硬度测硬度梯度曲线维氏硬度测硬度梯度曲线 GB/T 56172
9、005GB/T 56172005钢的感应淬火或火焰钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定淬火后有效硬化层深度的测定，有效硬化层（，有效硬化层（DSDS）处极限硬度值是）处极限硬度值是零件表面要求的最低硬度零件表面要求的最低硬度HVMSHVMS0.80.8的函数。例如：工件表面硬度要的函数。例如：工件表面硬度要求求680HV680HV，则极限硬度，则极限硬度HVHL= HVMSHVHL= HVMS0.8=6800.8=6800.8=544(HV) 0.8=544(HV) 可在可在维氏硬度曲线上求得极限硬度值到表面的距离即为有效硬化层深度。维氏硬度曲线上求得极限硬度值到表面的距离即为有效硬化层深度。 洛氏硬度洛氏硬度 从表面测至半马氏体硬度处的距离为有效硬化层深度。从表面测至半马氏体硬度处的距离为有效硬化层深度。 谢谢大家谢谢大家 Thank youThank you！
