Κεφάλαιο 2 Προσδιορισμός του βάθους επιφανειακής σκληρυμένης στρώσης
Μέσω χημικής θερμικής επεξεργασίας (σβέση με ενανθράκωση, σβήσιμο με νιτρίωση, νιτρίωση, κ.λπ.) ή επιφανειακή θερμική επεξεργασία (επαγωγική σβέση, σβήσιμο φλόγας, σβήσιμο δέσμης ηλεκτρονίων, κ.λπ.), καθώς και διείσδυση μετάλλων και μη μεταλλική διείσδυση, η επιφάνεια του μετάλλου τα μέρη μπορούν να υποστούν επεξεργασία σε ένα ορισμένο βάθος. Σκληρυμένο στρώμα για να ταιριάζει στις απαιτήσεις σέρβις. Με την προϋπόθεση του προσδιορισμού του ορισμού του σκληρυμένου στρώματος, η μέθοδος βαθμίδας σκληρότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του βάθους του σκληρυμένου στρώματος. Όταν υπάρχει μια σαφής διεπαφή μεταξύ του σκληρυμένου στρώματος και της μήτρας, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί η μεταλλογραφική μέθοδος.
Για την προετοιμασία των δειγμάτων, θα πρέπει να τηρούνται οι γενικές απαιτήσεις για την προετοιμασία μεταλλογραφικών δειγμάτων (βλ. Κεφάλαιο 5, Ενότητα 5.1). Το δείγμα απαιτείται να τοποθετηθεί για να προστατεύσει την επιφανειακή άκρη του δείγματος από τη λοξοτομή. το δείγμα απαιτείται να διαβρωθεί κανονικά για μεταλλογραφικές δοκιμές ή για να κατανοηθεί η κατανομή του στρώματος σκληρότητας όταν χρησιμοποιείται η μέθοδος σκληρότητας. Κατά τη μέτρηση της σκληρότητας, συνιστάται να το κάνετε στη γυαλισμένη κατάσταση.
2.1 Γενικοί κανόνες για τον προσδιορισμό του βάθους της επιφανειακής σκληρυμένης στρώσης
Ο προσδιορισμός του βάθους του σκληρυμένου στρώματος που λαμβάνεται υπό συγκεκριμένες συνθήκες διεργασίας θα πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις των σχετικών προτύπων δοκιμών και των τεχνικών πρωτοκόλλων.
2.1.1 Επιλογή δειγμάτων και προετοιμασία δείγματος
Τα δείγματα για τη μέτρηση του βάθους της επιφανειακής σκληρυνόμενης στρώσης θα πρέπει να λαμβάνονται από τα μέρη μετά την ολοκλήρωση της συγκεκριμένης διαδικασίας. Η περιοχή και η ποσότητα που λαμβάνονται θα πρέπει να προσδιορίζονται στα έγγραφα της διαδικασίας και τα δείγματα που αποστέλλονται με τον κλίβανο μπορούν επίσης να επιλεγούν σύμφωνα με τους κανονισμούς.
Το βάθος του επιφανειακού σκληρυμένου στρώματος θα πρέπει να μετράται σε διατομή κάθετη προς το σκληρυμένο στρώμα. Η επιφάνεια δοκιμής θα πρέπει να περιλαμβάνει ολόκληρο το σκληρυμένο στρώμα και μέρος της δομής του πυρήνα και θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στην αξονική κατεύθυνση του εξαρτήματος ή της περιοχής που καθορίζεται στην τεχνική συμφωνία.
Για δείγματα λεπτού σκληρυμένου στρώματος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δείγματα σε σχήμα σφήνας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2-1. Δείγματα βαθμίδων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν κατά τον προσδιορισμό των ορίων του βάθους του επιφανειακού σκληρυμένου στρώματος. Το ύψος κάθε βήματος του δείγματος βήματος είναι 0.05 mm ή 0,10 mm και η επιφάνειά του και η επιφάνεια κάθε βήματος πρέπει να λειανθούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2-2.
εικόνα
2.1.2 Προσδιορισμός κλίσης σκληρότητας
Η μέθοδος σκληρότητας χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του βάθους του επιφανειακού σκληρυμένου στρώματος, το οποίο βασίζεται στην καμπύλη κλίσης σκληρότητας από την επιφάνεια προς το εσωτερικό.
Η διαβάθμιση σκληρότητας συνήθως μετριέται με τη χρήση του ελεγκτή σκληρότητας Vickers, αλλά ο ελεγκτής σκληρότητας Knoop μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί υπό τους όρους που έχουν συμφωνηθεί και από τα δύο μέρη στη συμφωνία. Το εφαρμοστέο εύρος της δύναμης δοκιμής μπορεί να είναι {{0}},9807~9,807N (0,1~1kgf).
Η διαβάθμιση σκληρότητας μετράται σε δύο ή περισσότερες θέσεις κατόπιν συμφωνίας μεταξύ των μερών της συμφωνίας. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων σε κάθε θέση πρέπει να σχεδιάζονται ως καμπύλη μεταβολής σκληρότητας σε σχέση με την απόσταση από την επιφάνεια.
Η θέση μέτρησης της σκληρότητας φαίνεται στη μέθοδο του πίνακα στο σχήμα {{0}}. Εντός του πλάτους W του 1,5 mm, η σκληρότητα Vickers μετράται σε μία ή περισσότερες παράλληλες γραμμές κάθετες στην επιφάνεια. Η απόσταση μεταξύ αυτών των παράλληλων γραμμών θα πρέπει να συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις του προτύπου δοκιμής σκληρότητας Vickers. Η απόσταση (Δd) μεταξύ κάθε δύο παρακείμενων εσοχών δεν πρέπει να είναι μικρότερη από τους κανονικούς χρόνους της διαγωνίου της εσοχής. Η διαφορά απόστασης (d2-d1) μεταξύ των κέντρων των διαδοχικών εσοχών και της επιφάνειας δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,1 mm. Η ακρίβεια μέτρησης της απόστασης από το κέντρο της εσοχής μέχρι την επιφάνεια πρέπει να είναι εντός ± 25 μm.
εικόνα
Η απόσταση από το κέντρο προς την επιφάνεια της πρώτης εσοχής (d1) στην επιφάνεια πρέπει να είναι τουλάχιστον 2,5 φορές η διαγώνιος της εσοχής σκληρότητας Vickers.
Με βάση τα δεδομένα μέτρησης, μπορεί να σχεδιαστεί η καμπύλη που φαίνεται στο Σχήμα 2-4 και το αντίστοιχο βάθος σκληρυμένου στρώματος μπορεί να ληφθεί με βάση τους ορισμούς των διαφόρων βάθους σκληρυμένου στρώματος.
εικόνα
2.2 Προσδιορισμός βάθους ανθρακοποιημένου ή ανθρακικού σβησμένου σκληρυμένου στρώματος χαλύβδινων μερών
Το βάθος του ενανθρακωμένου ή ανθρακικού σκληρυμένου στρώματος από χαλύβδινα μέρη (μεγαλύτερο από 0,3 mm) μετριέται γενικά χρησιμοποιώντας τη μέθοδο που καθορίζεται στο GB/T 9450-2005 "Προσδιορισμός και επαλήθευση του βάθους του ενανθρακωμένου και Quenched Hardened Layer of Steel Parts». Αυτή η μέθοδος Είναι επίσης η μόνη μέθοδος διαιτησίας.
2.2.1 Ορισμός του βάθους του σκληρυμένου στρώματος ενανθράκωσης και σβέσης
Το GB/T 9450-2005 ορίζει ότι η κατακόρυφη απόσταση από την επιφάνεια του εξαρτήματος μέχρι το σημείο όπου η τιμή σκληρότητας Vickers είναι 550HV1 είναι το βάθος του σκληρυμένου στρώματος ενανθράκωσης και σβέσης. Αυτό το 550HV1 ονομάζεται οριακή τιμή σκληρότητας. Αυτός ο ορισμός ισχύει για το κατεργαζόμενο τεμάχιο που έχει ενανθρακωθεί ή ανθρακοποιηθεί και σβήσει, και η τιμή σκληρότητας στο βάθος του σκληρυμένου στρώματος απόσβεσης από την επιφάνεια (που ορίζεται ως το κέντρο) είναι μικρότερη από 450 HV. Όταν το σημείο είναι υψηλότερο από 450 HV, μια συγκεκριμένη τιμή μεγαλύτερη από 550 HV (με 25 HV ως πρώτο επίπεδο) θα πρέπει να επιλεγεί ως οριακή σκληρότητα. Εάν η τιμή σκληρότητας πυρήνα σε αυτή τη θέση είναι 470 HV, η οριακή τιμή σκληρότητας θα πρέπει να οριστεί ως 575 HV. Εάν υπάρξει άλλη τεχνική συμφωνία, θα εφαρμοστούν οι πρόνοιες της συμφωνίας.
2.2.2 Προσδιορισμός του βάθους της στρώσης με τη μέθοδο σκληρότητας
Χρησιμοποιήστε ένα φορτίο {{0}},9807~9,807N (συνήθως χρησιμοποιείται: 0,9807~2,942N) για να μετρήσετε την καμπύλη κλίσης σκληρότητας από την επιφάνεια προς το εσωτερικό σύμφωνα με τη μέθοδο που εισάγεται στην Ενότητα 2.1. Γενικά, δύο ή περισσότερες καμπύλες σκληρότητας πρέπει να μετρώνται σε θέσεις που συμφωνούνται και από τα δύο μέρη. Προσδιορίστε την απόσταση από την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας όπου η τιμή σκληρότητας είναι μια καθορισμένη τιμή (όπως 550 HV ή η αντίστοιχη τιμή σκληρότητας Knoop) με βάση κάθε καμπύλη, όπως φαίνεται στον πίνακα στο Σχήμα 2-4. Όταν η διαφορά μεταξύ κάθε τιμής είναι μικρότερη ή ίση με 0,1 mm, η μέση τιμή λαμβάνεται ως το βάθος του σκληρυμένου στρώματος. Εάν η διαφορά είναι μεγαλύτερη από 0,1 mm, η δοκιμή πρέπει να επαναληφθεί.
Υπό την προϋπόθεση ότι το βάθος του σκληρυμένου στρώματος ενανθράκωσης και σβέσης έχει προσδιοριστεί χονδρικά, η μέθοδος παρεμβολής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επαλήθευση. Στη θέση όπου η απόσταση από την επιφάνεια είναι μικρότερη από το εκτιμώμενο βάθος σκληρυμένου στρώματος d1 και μεγαλύτερη από το εκτιμώμενο βάθος σκληρυμένου στρώματος d2
(Το " του d{{0}} d1 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,3 mm"). Μετρήστε τουλάχιστον 5 τιμές σκληρότητας (μέση τιμή) σε καθένα από αυτά. Οι φωτογραφίες είναι αντίστοιχα. Το βάθος σκληρυμένου στρώματος (CHD) μπορεί να ληφθεί σύμφωνα με τον τύπο παρεμβολής (2-1):
εικόνα
Στον τύπο, d1——η απόσταση από την επιφάνεια που είναι μικρότερη από το βάθος του σκληρυμένου στρώματος.
d2 ———Η απόσταση από την επιφάνεια που είναι μεγαλύτερη από το βάθος του σκληρυμένου στρώματος.
Εικόνα - ο αριθμητικός μέσος όρος των τιμών μέτρησης σκληρότητας σε d1 και d2, όπως φαίνεται στο σχήμα 2-5.
Εικόνα - η οριακή τιμή σκληρότητας (συνήθως 550HVI).
εικόνα
2.2.3 Μέθοδος για την έκφραση των αποτελεσμάτων της μέτρησης του βάθους της στρώσης της ενανθράκωσης και της απόσβεσης
Σύμφωνα με τις συνθήκες δοκιμής σκληρότητας, το βάθος του σκληρυμένου στρώματος ενανθράκωσης και σβέσης εκφράζεται ως εξής:
εικόνα
2.2.4 Μεταλλογραφική μέθοδος για τον προσδιορισμό του βάθους της ενανθράκωσης και της απόσβεσης σκληρυμένου στρώματος
Κατά τη μέτρηση του βάθους του σκληρυμένου στρώματος χρησιμοποιώντας τη μεταλλογραφική μέθοδο, συνιστάται η χρήση μεταλλογραφικού μικροσκοπίου στο οποίο το βάθος του σκληρυμένου στρώματος καταλαμβάνει το 1/3~2/3 του οπτικού πεδίου.
Η μεταλλογραφική μέθοδος μετριέται γενικά στην μεταλλογραφική επιφάνεια δοκιμής της κανονικής διατομής του ενανθρακωμένου δείγματος υπό συνθήκες αργής ψύξης (κατάσταση ισορροπίας). Δεν υπάρχει αυστηρό και ενοποιημένο βιομηχανικό πρότυπο για τη συγκεκριμένη μέθοδο υπολογισμού του βάθους του ενανθρακωμένου και σβησμένου σκληρυμένου στρώματος. Γενικά βασίζεται στην πρώτη ύλη. (ανθρακοχάλυβας, κράμα χάλυβα) και η τεχνολογία μπορούν να χωριστούν σε 3 μεθόδους, δείτε τον Πίνακα 2-1.
εικόνα
εικόνα
Ενώ διασφαλίζεται ότι το κατεργαζόμενο τεμάχιο έχει μια αρκετά βαθιά ζώνη υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, απαιτείται επίσης γενικά η βαθμίδα συγκέντρωσης άνθρακα στη ζώνη μετάβασης του ανθρακούχου στρώματος να μην είναι πολύ μεγάλη για να επιβραδύνει τη μετάλλαξη τάσης μεταξύ του ανθρακικού στρώματος και της μήτρας . Επομένως, απαιτείται γενικά το άθροισμα του υπερευτεκτοειδούς στρώματος και του ευτεκτοειδούς στρώματος να αντιπροσωπεύει περίπου το 50% έως 75% της συνολικής στιβάδας διαπερατότητας.
2.2.5 Προσδιορισμός ρηχού βάθους σκληρυμένου στρώματος με ενανθράκωση
Για κατεργαζόμενα τεμάχια με βάθος σκληρυμένου στρώματος με ενανθράκωση (ανθρακικό) κάτω από 0,3 mm, δεν ισχύει η παραπάνω μέθοδος, αλλά GB/T 9451-2005 "Προσδιορισμός του συνολικού βάθους σκληρυμένου στρώματος ή του βάθους λεπτού σκληρυμένου στρώματος επιφανειακά στρώματα από χαλύβδινα μέρη». προβλεπόμενη μέθοδος. Αυτό το πρότυπο ορίζει ότι η απόσταση από το σκληρυμένο στρώμα που μετράται στην κατακόρυφη κατεύθυνση της επιφάνειας του τεμαχίου προς την καθορισμένη τιμή μικροσκληρότητας ονομάζεται πραγματικό βάθος σκληρυμένου στρώματος και η απόσταση που μετράται από το σκληρυμένο στρώμα χωρίς σημαντική αλλαγή στην τιμή μικροσκληρότητας ονομάζεται συνολικό βάθος σκληρυμένου στρώματος.
Η συγκεκριμένη μέθοδος μέτρησης και η μέθοδος έκφρασης είναι ίδια με τα GB/T {{0}}, αλλά το φορτίο που χρησιμοποιείται για τη δοκιμή σκληρότητας Vickers θα πρέπει γενικά να είναι 1,97N (0,2kgf) και 2,94N ( 0,3 κιλά).
2.3 Προσδιορισμός βάθους νιτρωμένης στρώσης χαλύβδινων μερών
Ο προσδιορισμός βάθους της στρώσης νιτρώσεως (νιτροανθρακοποίησης) των χαλύβδινων εξαρτημάτων πραγματοποιείται γενικά σύμφωνα με το GB/T 11354-2005 "Steel Parts - Nitriding Layer Depth Determination and Metallographic Structure Inspection". Οι ειδικές μέθοδοι μέτρησης περιλαμβάνουν τη μέθοδο σκληρότητας, τη μεταλλογραφική μέθοδο και τη μέθοδο θραύσης. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος σκληρότητας είναι η μέθοδος διαιτησίας.
2.3.1 Ορισμός βάθους στρώσης νιτροποίησης
Το βάθος του στρώματος νιτροποίησης (νιτροανθρακοποίησης) είναι το άθροισμα του επιφανειακού στρώματος ένωσης και του στρώματος διάχυσης.
Καθορίζεται από τη σκληρότητα: Η κατακόρυφη απόσταση που μετράται από την επιφάνεια του δείγματος σε ένα σημείο 50 HV υψηλότερο από την τιμή σκληρότητας Vickers του υποστρώματος είναι το βάθος του στρώματος νιτροποίησης.
Για μέρη όπου η σκληρότητα της νιτρωμένης στρώσης του ανθρακούχου χάλυβα ή του χαμηλού άνθρακα χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα αλλάζει πολύ ήπια, το βάθος της νιτρωμένης στρώσης μπορεί να οριστεί ως η απόσταση από την επιφάνεια κατά μήκος της κάθετης κατεύθυνσης επιφάνειας όπου η σκληρότητα Vickers είναι 30 HV υψηλότερη από τη σκληρότητα Vickers της μήτρας. Εάν υπάρξει άλλη τεχνική συμφωνία, θα εφαρμοστούν οι πρόνοιες της συμφωνίας.
2.3.2 Προσδιορισμός βάθους στρώσης νιτροποίησης με μέθοδο σκληρότητας
Η μέθοδος σκληρότητας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του βάθους του στρώματος εναζώτου. Η σκληρότητα Vickers χρησιμοποιείται σύμφωνα με το πρότυπο (η σκληρότητα Knoop μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί). Η δύναμη δοκιμής είναι {{0}}.9807~9.807N και συνήθως χρησιμοποιείται 0.9807~2.942N.
Το βάθος της στρώσης νιτροποίησης βασίζεται στη σκληρότητα βάσης του εξαρτήματος. Απαιτείται η μέση τιμή (ακριβής έως 10 ψηφία) των 3-τιμών σκληρότητας σημείου που μετρώνται σε 3 φορές το βάθος του στρώματος εναζώτου από την επιφάνεια να είναι η μετρούμενη σκληρότητα βάσης.
