Hoofdstuk 2 Bepaling van de diepte van de oppervlaktegeharde laag
Door chemische warmtebehandeling (afschrikken met carboneren, afschrikken met carbonitreren, nitreren, enz.) of warmtebehandeling van het oppervlak (afschrikken met inductie, vlamdoven, afschrikken met elektronenstralen, enz.), evenals metaalinfiltratie en infiltratie van niet-metalen, kan het oppervlak van metaal delen kunnen tot een bepaalde diepte worden behandeld. Geharde laag om aan de servicevereisten te voldoen. Uitgaande van het bepalen van de definitie van de verharde laag, kan de hardheidsgradiëntmethode worden gebruikt om de diepte van de verharde laag te meten. Wanneer er een duidelijk grensvlak is tussen de verharde laag en de matrix, kan ook de metallografische methode worden gebruikt.
Voor de voorbereiding van monsters moeten de algemene vereisten voor de voorbereiding van metallografische monsters worden gevolgd (zie hoofdstuk 5, paragraaf 5.1). Het monster moet worden gemonteerd om te voorkomen dat de oppervlakterand van het monster wordt afgeschuind; het monster moet normaal worden geërodeerd voor metallografisch testen of om de verdeling van de hardheidslaag te begrijpen bij gebruik van de hardheidsmethode. Bij het meten van de hardheid wordt aanbevolen om dit in gepolijste staat te doen.
2.1 Algemene regels voor het bepalen van de diepte van de verharde laag
De bepaling van de diepte van de verharde laag verkregen onder specifieke procesomstandigheden moet worden uitgevoerd in overeenstemming met de eisen van relevante testnormen en technische protocollen.
2.1.1 Monsterselectie en monstervoorbereiding
De monsters voor het meten van de diepte van de verharde oppervlaktelaag moeten van de onderdelen worden genomen nadat het specifieke proces is voltooid. Het gebied en de genomen hoeveelheid moeten worden gespecificeerd in de procesdocumenten, en de monsters die met de oven worden verzonden, kunnen ook volgens de voorschriften worden geselecteerd.
De diepte van de oppervlakteverharde laag moet worden gemeten op een dwarsdoorsnede loodrecht op de verharde laag. Het testoppervlak moet de gehele verharde laag en een deel van de kernstructuur omvatten en moet zo dicht mogelijk bij de axiale richting van het onderdeel of het in de technische overeenkomst gespecificeerde gebied liggen.
Voor monsters met een dunne verharde laag kunnen wigvormige monsters worden gebruikt, zoals weergegeven in figuur 2-1. Trapmonsters kunnen ook worden gebruikt bij het bepalen van de grenzen van de diepte van de geharde laag aan het oppervlak. De hoogte van elke trede van het tredemonster is 0.05 mm of 0,10 mm, en het oppervlak ervan en elk tredeoppervlak moeten worden geslepen en bewerkt, zoals weergegeven in figuur 2-2.
afbeelding
2.1.2 Bepaling van de hardheidsgradiënt
De hardheidsmethode wordt gebruikt om de diepte van de oppervlakteverharde laag te bepalen, die gebaseerd is op de hardheidsgradiëntcurve van het oppervlak naar de binnenkant.
Het hardheidsverloop wordt doorgaans gemeten met de Vickers hardheidsmeter, maar de Knoop hardheidsmeter kan ook worden gebruikt onder de door beide partijen bij de overeenkomst overeengekomen voorwaarden. Het toepasselijke bereik van de testkracht kan {{0}}.9807~9.807N (0,1~1kgf) zijn.
De hardheidsgradiënt wordt in overleg tussen de partijen bij de overeenkomst op twee of meer locaties gemeten. De meetresultaten op elke locatie moeten worden getekend als een hardheidsveranderingscurve ten opzichte van de afstand tot het oppervlak.
De positie van de hardheidsmeting wordt weergegeven in de tabelmethode in figuur {{0}}. Binnen de breedte W van 1,5 mm wordt de Vickers-hardheid gemeten op een of meer parallelle lijnen loodrecht op het oppervlak. De afstand tussen deze parallelle lijnen moet voldoen aan de eisen van de Vickers-hardheidsteststandaard. De afstand (Δd) tussen elke twee aangrenzende inkepingen mag niet kleiner zijn dan de normale tijden van de diagonaal van de inkeping. Het afstandsverschil (d2-d1) tussen de middelpunten van opeenvolgende inkepingen en het oppervlak mag niet groter zijn dan 0,1 mm. De nauwkeurigheid van het meten van de afstand vanaf het midden van de inkeping tot het oppervlak moet binnen ± 25 μm liggen.
afbeelding
De hart-oppervlakte-afstand van de eerste inkeping (d1) op het oppervlak moet minimaal 2,5 maal de diagonaal van de Vickers-hardheidsindrukking zijn.
Op basis van de gemeten gegevens kan de curve uit figuur 2-4 worden getekend en kan de overeenkomstige diepte van de verharde laag worden verkregen op basis van de definities van verschillende diepten van de verharde laag.
afbeelding
2.2 Bepaling van de diepte van gecarboneerde of gecarbonitreerde, afgeschrikte, geharde laag stalen onderdelen
De diepte van de gecarbureerde of gecarbonitreerde, door afschrikken geharde laag van stalen onderdelen (groter dan 0.3 mm) wordt doorgaans gemeten met behulp van de methode gespecificeerd in GB/T 9450-2005 "Bepaling en verificatie van de diepte van de gecarbureerde en geharde laag stalen onderdelen". Deze methode Het is ook de enige arbitragemethode.
2.2.1 Definitie van de diepte van de opkoling- en afschrik-geharde laag
GB/T 9450-2005 bepaalt dat de verticale afstand vanaf het oppervlak van het onderdeel tot het punt waar de Vickers-hardheidswaarde 550HV1 is, de diepte is van de door carboneren en afschrikken geharde laag. Deze 550HV1 wordt de grenshardheidswaarde genoemd. Deze definitie is van toepassing op het werkstuk dat is gecarboniseerd of gecarbonitreerd en afgeschrikt, en de hardheidswaarde op de diepte van de door afschrikken geharde laag vanaf het oppervlak (gedefinieerd als het midden) is minder dan 450HV. Wanneer het punt hoger is dan 450HV, moet een specifieke waarde groter dan 550HV (met 25HV als eerste niveau) worden geselecteerd als grenshardheid. Als de kernhardheidswaarde op deze locatie 470HV bedraagt, moet de grenshardheidswaarde worden ingesteld op 575HV. Indien er sprake is van een andere technische overeenkomst, worden de bepalingen uit de overeenkomst uitgevoerd.
2.2.2 Bepaling van de diepte van de verhardingslaag met behulp van de hardheidsmethode
Gebruik een belasting van {{0}}.9807~9.807N (vaak gebruikt: 0,9807~2.942N) om de hardheidsgradiëntcurve van het oppervlak naar de binnenkant te meten volgens de methode geïntroduceerd in paragraaf 2.1. Over het algemeen moeten twee of meer hardheidscurven worden gemeten op door beide partijen overeengekomen posities. Bepaal de afstand vanaf het werkstukoppervlak waar de hardheidswaarde een gedefinieerde waarde is (zoals 550HV of de overeenkomstige Knoop-hardheidswaarde) op basis van elke curve, zoals weergegeven in de tabel in afbeelding 2-4. Wanneer het verschil tussen elke waarde kleiner dan of gelijk is aan 0,1 mm, wordt de gemiddelde waarde genomen als de diepte van de verharde laag. Als het verschil groter is dan 0,1 mm, moet de test worden herhaald.
Op voorwaarde dat de diepte van de opkolen en afschrikken geharde laag grofweg is bepaald, kan ter verificatie de interpolatiemethode worden gebruikt. Op de plaats waar de afstand tot het oppervlak kleiner is dan de geschatte verhardingslaagdiepte d1 en groter dan de geschatte verhardingslaagdiepte d2
(De " van d{0}} d1 mag niet groter zijn dan 0,3 mm"). Meet op elk daarvan minimaal 5 hardheidswaarden (gemiddelde waarde). De foto's zijn resp. De verhardingslaagdiepte (CHD) kan worden verkregen volgens de interpolatieformule (2-1):
afbeelding
In de formule is d1: de afstand tot het oppervlak die kleiner is dan de diepte van de verharde laag;
d2 ———De afstand tot het oppervlak die groter is dan de diepte van de verharde laag;
Afbeelding - het rekenkundig gemiddelde van de hardheidsmeetwaarden op d1 en d2, zoals weergegeven in figuur 2-5;
Afbeelding - de grenswaarde van de hardheid (meestal 550HVI).
afbeelding
2.2.3 Methode voor het uitdrukken van de resultaten van de dieptemeting van de opkoling en afschrikkende geharde laag
Volgens de hardheidstestomstandigheden wordt de diepte van de door carboneren en afschrikken geharde laag als volgt uitgedrukt:
afbeelding
2.2.4 Metallografische methode om de diepte van de carbonerings- en afschrik-geharde laag te bepalen
Bij het meten van de diepte van de verharde laag met behulp van de metallografische methode wordt aanbevolen een metallografische microscoop te gebruiken waarbij de diepte van de verharde laag 1/3~2/3 van het gezichtsveld beslaat.
De metallografische methode wordt doorgaans gemeten op het metallografische testoppervlak van de normale dwarsdoorsnede van het gecarboneerde monster onder langzaam afkoelende (evenwichtstoestand) omstandigheden. Er bestaat geen strikte en uniforme industriestandaard voor de specifieke berekeningsmethode van de diepte van de gecarboneerde en gebluste geharde laag. Het is meestal gebaseerd op de grondstof. (Koolstofstaal, gelegeerd staal) en technologie kunnen worden onderverdeeld in 3 methoden, zie tabel 2-1.
afbeelding
afbeelding
Hoewel ervoor wordt gezorgd dat het werkstuk een voldoende diepe zone met hoog koolstofgehalte heeft, is het in het algemeen ook vereist dat de koolstofconcentratiegradiënt in de overgangszone van de gecarboniseerde laag niet te groot mag zijn om de spanningsmutatie tussen de gecarboniseerde laag en de matrix te vertragen. . Daarom is het in het algemeen vereist dat de som van de hypereutectoïde laag en de eutectoïde laag ongeveer 50% tot 75% van de totale permeabiliteitslaag uitmaakt.
2.2.5 Bepaling van de diepte van de ondiepe gecarboniseerde, geharde laag
Voor werkstukken met een gecarbureerde (carbonitrerende) geharde laagdiepte van minder dan 0,3 mm is de bovenstaande methode niet van toepassing, maar GB/T 9451-2005 "Bepaling van de totale geharde laagdiepte of effectieve geharde laagdiepte van dunne oppervlaktelagen van stalen onderdelen" moeten worden gebruikt. voorgeschreven methode. Deze norm bepaalt dat de afstand van de geharde laag gemeten in de verticale richting van het werkstukoppervlak tot de gespecificeerde microhardheidswaarde de effectieve geharde laagdiepte wordt genoemd, en de afstand gemeten vanaf de geharde laag zonder significante verandering in de microhardheidswaarde de totale uitgeharde laagdiepte.
De specifieke meetmethode en expressiemethode zijn hetzelfde als GB/T {{0}}, maar de belasting die wordt gebruikt voor de Vickers-hardheidstest moet over het algemeen 1,97N (0.2kgf) en 2,94N ( 0,3 kgf).
2.3 Bepaling van de nitridelaagdiepte van stalen onderdelen
De dieptebepaling van de nitrerende (nitrocarbonerende) laag van stalen onderdelen wordt over het algemeen uitgevoerd in overeenstemming met GB/T 11354-2005 "Stalen onderdelen - Nitrerende laagdieptebepaling en metallografische structuurinspectie". Specifieke meetmethoden omvatten de hardheidsmethode, metallografische methode en breukmethode. Onder hen is de hardheidsmethode de arbitragemethode.
2.3.1 Definitie van de diepte van de nitreerlaag
De diepte van de nitrerende (nitrocarbonerende) laag is de som van de oppervlakteverbindingslaag en de diffusielaag.
Gedefinieerd door hardheid: De verticale afstand gemeten vanaf het oppervlak van het monster tot een punt 50HV hoger dan de Vickers-hardheidswaarde van het substraat is de diepte van de nitreerlaag.
Voor delen waar de hardheid van de genitreerde laag van koolstofstaal of koolstofarm laaggelegeerd staal heel zachtjes verandert, kan de diepte van de genitreerde laag worden gedefinieerd als de afstand vanaf het oppervlak langs de verticale oppervlakterichting waar de Vickers-hardheid 30HV is. hoger dan de Vickers-hardheid van de matrix. Indien er sprake is van een andere technische overeenkomst, worden de bepalingen uit de overeenkomst uitgevoerd.
2.3.2 Bepaling van de diepte van de nitreerlaag met behulp van de hardheidsmethode
Om de diepte van de nitreerlaag te meten wordt gebruik gemaakt van de hardheidsmethode. De Vickers-hardheid wordt gebruikt volgens de norm (Knoop-hardheid kan ook worden gebruikt). De testkracht is {{0}}.9807~9.807N, en gewoonlijk wordt 0.9807~2.942N gebruikt.
De diepte van de nitreerlaag is gebaseerd op de basishardheid van het onderdeel. Het is vereist dat de gemiddelde waarde (tot op 10 cijfers nauwkeurig) van de 3-punthardheidswaarden gemeten op driemaal de diepte van de nitreerlaag vanaf het oppervlak de gemeten basishardheid is.
