按GB/T224-2019《鋼的脫碳層深度測定法》標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定適用于測定鋼材(壞)及其零件的脫碳層深度。

1.測定方法關(guān)于脫碳層深度的測定方法,在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定可采用金相法、硬度法和化學(xué)(光譜)分析法3種。

(1)金相法。在光學(xué)顯微鏡下觀察試樣從表面到中心隨著碳含量的變化而產(chǎn)生的組織變化,來測定脫碳層深度。

(2)硬度法。測最在試樣橫截面上沿垂直于表面方向上的硬度值的分布梯度。

(3) 化學(xué)和光譜分析法。利用脫碳引起表面層碳含量的變化來測定脫碳層深度,屬于直接測定法。

這3種方法可由技術(shù)條件政雙方協(xié)議規(guī)定來選用,若無明確規(guī)定時,則以金相法為準(zhǔn)

一.金相法

此方法適用于具有退火(或鐵素體-珠光體)組織的鋼種,也可有條件地用于那些硬化、回火、軋制或鍛制狀態(tài)的產(chǎn)生。

(1)金相試樣應(yīng)從交貨狀態(tài)的鋼或鋼制零件上截取,試樣的磨光面必須垂直于脫碳面,對鋼材(壞)必須垂直于軋(鍛)制方向,確保測定深度的正確性。

(2)規(guī)定試樣檢查的周邊長度不小于20mm,對于直徑小于或等于25mm的冷拔材料和高頻淬火用材料,必要時可檢查全部周邊,這樣才能確保鋼材在熱處理后的表面質(zhì)量。

(3) 制備的金相試樣,不允許有卷邊,倒角等現(xiàn)象,否則它將使表層顯微組織觀察不清而造成對深度的測定不正確。

(4)有時被檢查的試樣,因冷加工或冷卻條件等的影響,不易辨別其脫碳層的組織時,應(yīng)該重新取樣,必要時亦可進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?如再結(jié)晶退火等,但應(yīng)在不脫碳和不增碳的條件下進(jìn)行。

(5) 脫碳層可分為全脫碳和部分脫碳層,脫碳層總深度也就是全脫碳層與部分脫碳層之和。

二.硬度法

這種方法適用于脫碳層相當(dāng)深但和淬火區(qū)厚度相比卻又很小的亞共析鋼,共析-過共析鋼。這樣可以避免由于淬火不完全所引起的硬度值波動,這種方法對低碳鋼不準(zhǔn)確。

總脫碳層深度規(guī)定為從表面到已達(dá)到所要求硬度值的那一點的距離。原則上,至少要在相互距離盡可能遠(yuǎn)的位置進(jìn)行兩組測定,其測定值的平均值作為總脫碳層深度。

脫碳層深度用硬度測定時有三條原則:

1.由試樣邊緣測至技術(shù)條件規(guī)定的硬度處;

2.由試樣邊緣測至硬度平穩(wěn)值處;

3.由試樣邊緣測至硬度值平穩(wěn)處的某一百分?jǐn)?shù)處。

采用何種測定界限由技術(shù)條件或雙方協(xié)議規(guī)定。

三、化學(xué)和光譜分析法

此方法是測定碳含量在垂直于試樣表面方向上的分布梯度,它可用于鋼的任何組織狀態(tài)。

(1) 化學(xué)分析法。只適用于那些具有恰當(dāng)?shù)膸缀涡螤?圓柱體或具有平面的多面體),并且其尺寸適合于容易機械加工,不需進(jìn)行任何熱處理的試樣(如確實需要,各方協(xié)商之后,可進(jìn)行適當(dāng)熱處理,但要保證不影響脫碳層深度)。

試樣的選取用機械加工的方法,平行于試樣表面逐層剝?nèi)∶繉訛?.1mm厚的試屑,按GB/T223.71-1997(鋼鐵及其合金化學(xué)分析方法管式爐內(nèi)燃燒后重量法測定碳含量》測定碳含量。

(2)光譜分析法。只用于那些具有合適尺寸的平面的試樣。將平面試樣逐層磨削,每層間隔0.1mm,在每一層上進(jìn)行碳的光譜測定。要設(shè)法使逐層的光譜火花放電區(qū)不重疊。

用化學(xué)和光譜分析法測量從表面到碳含量達(dá)到規(guī)定數(shù)值的那一點的距離作為脫碳層深度。