Bab 2 Penentuan Kedalaman Lapisan Mengeras Permukaan
Melalui rawatan haba kimia (pelindapkejutan pengkarbonan, pelindapkejutan karbonitriding, nitriding, dll.) atau rawatan haba permukaan (pelindapkejutan aruhan, pelindapkejutan nyalaan, pelindapkejutan rasuk elektron, dll.), serta penyusupan logam dan penyusupan bukan logam, permukaan logam bahagian boleh dirawat pada kedalaman tertentu. Lapisan yang dikeraskan untuk memenuhi keperluan perkhidmatan. Pada premis menentukan definisi lapisan yang dikeraskan, kaedah kecerunan kekerasan boleh digunakan untuk mengukur kedalaman lapisan yang dikeraskan. Apabila terdapat antara muka yang jelas antara lapisan yang dikeraskan dan matriks, kaedah metalografi juga boleh digunakan.
Untuk penyediaan spesimen, keperluan am untuk penyediaan spesimen metalografi hendaklah dipatuhi (lihat Bab 5, Bahagian 5.1). Sampel perlu dipasang untuk melindungi pinggir permukaan sampel daripada dikosongkan; sampel perlu dihakis secara normal untuk ujian metalografi atau untuk memahami taburan lapisan kekerasan apabila menggunakan kaedah kekerasan. Apabila mengukur kekerasan, disyorkan untuk melakukannya dalam keadaan yang digilap.
2.1 Peraturan am untuk penentuan kedalaman lapisan mengeras permukaan
Penentuan kedalaman lapisan keras yang diperolehi di bawah keadaan proses tertentu hendaklah dijalankan mengikut keperluan piawaian ujian dan protokol teknikal yang berkaitan.
2.1.1 Pemilihan sampel dan penyediaan sampel
Sampel untuk mengukur kedalaman lapisan permukaan yang dikeraskan hendaklah diambil dari bahagian-bahagian selepas proses tertentu selesai. Kawasan dan kuantiti yang diambil hendaklah dinyatakan dalam dokumen proses, dan sampel yang dihantar bersama relau juga boleh dipilih mengikut peraturan.
Kedalaman lapisan permukaan yang dikeraskan hendaklah diukur pada keratan rentas yang berserenjang dengan lapisan yang dikeraskan. Permukaan ujian hendaklah merangkumi keseluruhan lapisan keras dan sebahagian daripada struktur teras, dan hendaklah sedekat mungkin dengan arah paksi bahagian atau kawasan yang dinyatakan dalam perjanjian teknikal.
Untuk sampel lapisan nipis yang mengeras, spesimen berbentuk baji boleh digunakan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2-1. Spesimen langkah juga boleh digunakan apabila menentukan had kedalaman lapisan mengeras permukaan. Ketinggian setiap langkah sampel langkah ialah 0.05mm atau 0.10mm, dan permukaannya serta setiap permukaan langkah mesti dikisar dan diproses, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2-2.
gambar
2.1.2 Penentuan kecerunan kekerasan
Kaedah kekerasan digunakan untuk menentukan kedalaman lapisan mengeras permukaan, yang berdasarkan lengkung kecerunan kekerasan dari permukaan ke bahagian dalam.
Kecerunan kekerasan biasanya diukur menggunakan penguji kekerasan Vickers, tetapi penguji kekerasan Knoop juga boleh digunakan di bawah syarat yang dipersetujui oleh kedua-dua pihak dalam perjanjian. Julat daya ujian yang berkenaan boleh {{0}}.9807~9.807N (0.1~1kgf).
Kecerunan kekerasan diukur di dua atau lebih lokasi atas persetujuan antara pihak-pihak kepada perjanjian. Hasil pengukuran di setiap lokasi hendaklah dilukis sebagai lengkung perubahan kekerasan berbanding jarak dari permukaan.
Kedudukan pengukuran kekerasan ditunjukkan dalam kaedah jadual dalam Rajah {{0}}. Dalam lebar W 1.5mm, kekerasan Vickers diukur pada satu atau lebih garis selari yang berserenjang dengan permukaan. Jarak antara garis selari ini harus mematuhi keperluan standard ujian kekerasan Vickers. Jarak (Δd) antara setiap dua lekukan bersebelahan tidak boleh kurang daripada masa biasa pepenjuru lekukan itu. Perbezaan jarak (d2-d1) antara pusat lekukan berturut-turut dan permukaan tidak boleh melebihi 0.1mm. Ketepatan mengukur jarak dari pusat lekukan ke permukaan hendaklah dalam lingkungan ± 25 μm.
gambar
Jarak tengah ke permukaan lekukan pertama (d1) pada permukaan hendaklah sekurang-kurangnya 2.5 kali pepenjuru lekukan kekerasan Vickers.
Berdasarkan data yang diukur, lengkung yang ditunjukkan dalam Rajah 2-4 boleh dilukis dan kedalaman lapisan mengeras yang sepadan boleh diperoleh berdasarkan takrifan pelbagai kedalaman lapisan yang dikeraskan.
gambar
2.2 Penentuan kedalaman lapisan bahagian keluli yang dikeraskan berkarbur atau berkarbonitrid dipadamkan
Kedalaman lapisan bahagian keluli yang dikarburkan atau pelindapkejutan berkarbonitrid (lebih besar daripada 0.3mm) biasanya diukur menggunakan kaedah yang dinyatakan dalam GB/T 9450-2005 "Penentuan dan Pengesahan Kedalaman Karburisasi dan Lapisan Bahagian Keluli yang Dikeraskan". Kaedah ini Ia juga merupakan satu-satunya kaedah timbang tara.
2.2.1 Definisi kedalaman pengkarburan dan pelindapkejutan lapisan mengeras
GB/T 9450-2005 menetapkan bahawa jarak menegak dari permukaan bahagian ke titik di mana nilai kekerasan Vickers ialah 550HV1 ialah kedalaman lapisan mengeras pengkarburan dan pelindapkejutan. 550HV1 ini dipanggil nilai kekerasan had. Takrifan ini terpakai kepada bahan kerja yang telah dikarburkan atau dikarbonitrid dan dipadamkan, dan nilai kekerasan pada kedalaman lapisan mengeras pelindapkejutan dari permukaan (ditakrifkan sebagai pusat) adalah kurang daripada 450HV. Apabila titik lebih tinggi daripada 450HV, nilai khusus yang lebih besar daripada 550HV (dengan 25HV sebagai tahap pertama) harus dipilih sebagai had kekerasan. Jika nilai kekerasan teras di lokasi ini ialah 470HV, nilai kekerasan had hendaklah ditetapkan sebagai 575HV. Sekiranya terdapat perjanjian teknikal lain, peruntukan perjanjian itu akan dilaksanakan.
2.2.2 Penentuan kedalaman lapisan keras dengan kaedah kekerasan
Gunakan beban sebanyak {{0}}.9807~9.807N (biasa digunakan: 0.9807~2.942N) untuk mengukur lengkung kecerunan kekerasan dari permukaan ke bahagian dalam mengikut kaedah yang diperkenalkan dalam Bahagian 2.1. Secara amnya, dua atau lebih lengkung kekerasan harus diukur pada kedudukan yang dipersetujui oleh kedua-dua pihak. Tentukan jarak dari permukaan bahan kerja dengan nilai kekerasan adalah nilai yang ditentukan (seperti 550HV atau nilai kekerasan Knoop yang sepadan) berdasarkan setiap lengkung, seperti yang ditunjukkan dalam jadual dalam Rajah 2-4. Apabila perbezaan antara setiap nilai kurang daripada atau sama dengan 0.1mm, nilai purata diambil sebagai kedalaman lapisan yang mengeras. Jika perbezaan lebih besar daripada 0.1mm, ujian perlu diulang.
Di bawah syarat bahawa kedalaman lapisan karburasi dan pelindapkejutan telah ditentukan secara kasar, kaedah interpolasi boleh digunakan untuk pengesahan. Pada kedudukan di mana jarak dari permukaan kurang daripada anggaran kedalaman lapisan mengeras d1 dan lebih besar daripada anggaran kedalaman lapisan mengeras d2
(" d{{0}} d1 tidak boleh melebihi 0.3mm"). Ukur sekurang-kurangnya 5 nilai kekerasan (nilai purata) pada setiap satu daripadanya. Gambar masing-masing. Kedalaman lapisan yang dikeraskan (CHD) boleh diperolehi mengikut formula interpolasi (2-1):
gambar
Dalam formula, d1——jarak dari permukaan yang kurang daripada kedalaman lapisan yang mengeras;
d2 ———Jarak dari permukaan yang lebih besar daripada kedalaman lapisan yang mengeras;
Gambar - min aritmetik bagi nilai ukuran kekerasan pada d1 dan d2, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2-5;
Gambar - nilai kekerasan had (biasanya 550HVI).
gambar
2.2.3 Kaedah untuk menyatakan keputusan pengkarburan dan pelindapkejutan pengukuran kedalaman lapisan keras
Mengikut keadaan ujian kekerasan, kedalaman lapisan pengerasan pengkarburan dan pelindapkejutan dinyatakan seperti berikut:
gambar
2.2.4 Kaedah metalografi untuk menentukan kedalaman pengkarburan dan pelindapkejutan lapisan mengeras
Apabila mengukur kedalaman lapisan yang dikeraskan menggunakan kaedah metalografik, adalah disyorkan untuk menggunakan mikroskop metalografik di mana kedalaman lapisan yang dikeraskan menduduki 1/3~2/3 daripada medan pandangan.
Kaedah metalografi secara amnya diukur pada permukaan ujian metalografi keratan rentas biasa sampel berkarbur dalam keadaan penyejukan perlahan (keadaan keseimbangan). Tiada piawaian industri yang ketat dan bersatu untuk kaedah pengiraan khusus kedalaman lapisan keras yang dikarburkan dan dipadamkan. Ia biasanya berdasarkan bahan mentah. (Keluli karbon, keluli aloi) dan teknologi boleh dibahagikan kepada 3 kaedah, lihat Jadual 2-1.
gambar
gambar
Sambil memastikan bahan kerja mempunyai zon karbon tinggi yang cukup dalam, ia juga secara amnya dikehendaki bahawa kecerunan kepekatan karbon dalam zon peralihan lapisan karburkan tidak boleh terlalu besar untuk memperlahankan mutasi tegasan antara lapisan terkarburkan dan matriks. . Oleh itu, secara amnya diperlukan bahawa jumlah lapisan hypereutectoid dan lapisan eutectoid menyumbang kira-kira 50% hingga 75% daripada jumlah lapisan kebolehtelapan.
2.2.5 Penentuan kedalaman lapisan keras berkarburisasi cetek
Untuk bahan kerja dengan kedalaman lapisan yang dikeraskan (carbonitriding) berkarburasi di bawah 0.3mm, kaedah di atas tidak boleh digunakan, tetapi GB/T 9451-2005 "Penentuan jumlah kedalaman lapisan yang dikeraskan atau kedalaman lapisan yang dikeraskan berkesan bagi nipis. lapisan permukaan bahagian keluli" hendaklah digunakan. kaedah yang ditetapkan. Piawaian ini menetapkan bahawa jarak dari lapisan keras yang diukur dalam arah menegak permukaan bahan kerja ke nilai kekerasan mikro yang ditentukan dipanggil kedalaman lapisan mengeras berkesan, dan jarak yang diukur dari lapisan keras tanpa perubahan ketara dalam nilai kekerasan mikro dipanggil jumlah kedalaman lapisan yang mengeras.
Kaedah pengukuran dan kaedah ungkapan khusus adalah sama seperti GB/T {{0}}, tetapi beban yang digunakan untuk ujian kekerasan Vickers secara amnya hendaklah 1.97N (0.2kgf) dan 2.94N ( 0.3kgf).
2.3 Penentuan kedalaman lapisan nitrided bahagian keluli
Penentuan kedalaman lapisan nitriding (nitrokarburizing) bahagian keluli secara amnya dijalankan mengikut GB/T 11354-2005 "Bahagian Keluli - Penentuan Kedalaman Lapisan Nitriding dan Pemeriksaan Struktur Metalografi". Kaedah pengukuran khusus termasuk kaedah kekerasan, kaedah metalografik dan kaedah patah. Antaranya, kaedah kekerasan ialah kaedah timbangtara.
2.3.1 Definisi kedalaman lapisan nitriding
Kedalaman lapisan nitriding (nitrokarburizing) ialah jumlah lapisan sebatian permukaan dan lapisan resapan.
Ditakrifkan oleh kekerasan: Jarak menegak yang diukur dari permukaan sampel ke titik 50HV lebih tinggi daripada nilai kekerasan Vickers substrat ialah kedalaman lapisan nitriding.
Bagi bahagian yang kekerasan lapisan nitrid keluli karbon atau keluli aloi rendah karbon rendah berubah dengan sangat perlahan, kedalaman lapisan nitrid boleh ditakrifkan sebagai jarak dari permukaan sepanjang arah permukaan menegak di mana kekerasan Vickers ialah 30HV lebih tinggi daripada kekerasan Vickers matriks. Sekiranya terdapat perjanjian teknikal lain, peruntukan perjanjian itu akan dilaksanakan.
2.3.2 Penentuan kedalaman lapisan nitriding dengan kaedah kekerasan
Kaedah kekerasan digunakan untuk mengukur kedalaman lapisan nitriding. Kekerasan Vickers digunakan mengikut standard (kekerasan Knoop juga boleh digunakan). Daya ujian ialah {{0}}.9807~9.807N dan 0.9807~2.942N biasanya digunakan.
Kedalaman lapisan nitriding adalah berdasarkan kekerasan asas bahagian tersebut. Nilai purata (tepat hingga 10 digit) diperlukan bagi 3-nilai kekerasan titik yang diukur pada 3 kali kedalaman lapisan nitriding daripada permukaan ialah kekerasan asas yang diukur.
