Luku 2 Pintakarkaistun kerroksen syvyyden määrittäminen
Kemiallisen lämpökäsittelyn (hiiletyssammutus, karbonitridingsammutus, nitridointi jne.) tai pintalämpökäsittelyn (induktiokarkaisu, liekkisammutus, elektronisuihkusammutus jne.) sekä metallin tunkeutumisen ja ei-metallin tunkeutumisen kautta metallin pintaan osat voidaan käsitellä tiettyyn syvyyteen asti. Karkaistu kerros huoltovaatimusten mukaan. Kovetetun kerroksen määritelmän määrittämisen lähtökohtana on, että kovuusgradienttimenetelmää voidaan käyttää kovetetun kerroksen syvyyden mittaamiseen. Kun kovettuneen kerroksen ja matriisin välillä on selkeä rajapinta, voidaan käyttää myös metallografista menetelmää.
Näytteiden valmistuksessa tulee noudattaa metallografisten näytteiden valmistelun yleisiä vaatimuksia (katso luku 5, kohta 5.1). Näyte on asennettava näytteen pinnan reunan suojaamiseksi viisteiltä; näytteen on oltava normaalisti erodoitunut metallografista testausta varten tai kovuuskerrosten jakautumisen ymmärtämiseksi kovuusmenetelmää käytettäessä. Kovuutta mitattaessa on suositeltavaa tehdä se kiillotetussa tilassa.
2.1 Yleiset säännöt pintakarkaistujen kerrosten syvyyden määrittämisestä
Tietyissä prosessiolosuhteissa saadun kovettuneen kerroksen syvyyden määritys tulee suorittaa asiaankuuluvien testausstandardien ja teknisten protokollien vaatimusten mukaisesti.
2.1.1 Näytteen valinta ja näytteen valmistelu
Näytteet pintakovettuneen kerroksen syvyyden mittaamiseksi tulee ottaa osista tietyn prosessin päätyttyä. Otettu pinta-ala ja määrä tulee ilmoittaa prosessiasiakirjoissa, ja myös uunin mukana toimitettavat näytteet voidaan valita määräysten mukaisesti.
Pintakarkaistun kerroksen syvyys tulee mitata poikkileikkaukselta, joka on kohtisuorassa kovettunutta kerrosta vastaan. Testipinnan tulee sisältää koko kovettunut kerros ja osa ydinrakenteesta, ja sen tulee olla mahdollisimman lähellä osan tai teknisessä sopimuksessa määritellyn alueen aksiaalisuuntaa.
Ohuille kovetetuille näytteille voidaan käyttää kiilan muotoisia näytteitä kuvan 2-1 mukaisesti. Pintakarkaistujen kerrosten syvyyden rajoja määritettäessä voidaan käyttää myös porrasnäytteitä. Askelnäytteen jokaisen askelman korkeus on 0.05 mm tai 0,10 mm, ja sen pinta ja jokainen porraspinta on hiottava ja prosessoitava kuvan 2-2 mukaisesti.
kuva
2.1.2 Kovuusgradientin määritys
Kovuusmenetelmällä määritetään pintakarkaistun kerroksen syvyys, joka perustuu kovuusgradienttikäyrään pinnalta sisälle.
Kovuusgradientti mitataan yleensä Vickers-kovuusmittarilla, mutta myös Knoop-kovuusmittaria voidaan käyttää molempien sopimuspuolten sopimilla ehdoilla. Sovellettava testivoiman alue voi olla {{0}},9807-9,807N (0,1-1kgf).
Kovuusgradientti mitataan kahdesta tai useammasta paikasta sopimuspuolten sopimalla. Mittaustulokset kussakin paikassa tulee piirtää kovuuden muutoskäyränä suhteessa etäisyyteen pinnasta.
Kovuuden mittauspaikka on esitetty taulukkomenetelmässä kuvassa {{0}}. Leveydellä W 1,5 mm, Vickers-kovuus mitataan yhdellä tai useammalla yhdensuuntaisella viivalla, jotka ovat kohtisuorassa pintaan nähden. Näiden yhdensuuntaisten viivojen välisen etäisyyden tulee olla Vickersin kovuustestin standardivaatimusten mukainen. Kahden vierekkäisen sisennyksen välinen etäisyys (Δd) ei saa olla pienempi kuin sisennyksen diagonaalin normaaliajat. Etäisyysero (d2-d1) peräkkäisten syvennysten keskipisteiden ja pinnan välillä ei saa ylittää 0,1 mm. Sisennyn keskipisteen ja pinnan välisen etäisyyden mittaustarkkuuden tulee olla ± 25 μm.
kuva
Ensimmäisen pinnan sisennyksen (d1) keskipisteen ja pinnan välisen etäisyyden tulee olla vähintään 2,5 kertaa Vickersin kovuussyvennyksen lävistäjä.
Mitattujen tietojen perusteella voidaan piirtää kuvassa 2-4 esitetty käyrä ja saada vastaava karkaistujen kerrosten syvyys eri karkaistujen kerrosten syvyyksien määritelmien perusteella.
kuva
2.2 Karburoidun tai hiiletyn karkaistun teräsosien kerroksen syvyyden määrittäminen
Hiiletyn tai hiilen karkaistun karkaistun teräsosien kerroksen syvyys (suurempi kuin 0,3 mm) mitataan yleensä GB/T 9450-2005 "Hiiletettyjen osien syvyyden määrittäminen ja tarkistaminen" määritetyllä menetelmällä. ja karkaistu karkaistu teräsosien kerros". Tämä menetelmä Se on myös ainoa välimiesmenettely.
2.2.1 Hiiletys- ja karkaisukarkaistun kerroksen syvyyden määritelmä
GB/T 9450-2005 määrää, että pystysuora etäisyys osan pinnasta pisteeseen, jossa Vickersin kovuusarvo on 550HV1, on hiiletys- ja karkaisukarkaistun kerroksen syvyys. Tätä 550HV1:tä kutsutaan kovuuden raja-arvoksi. Tämä määritelmä koskee työkappaletta, joka on hiiltynyt tai hiilty ja karkaistu, ja kovuusarvo karkaisun karkaistun kerroksen syvyydessä pinnasta (määritelty keskipisteeksi) on alle 450 HV. Kun piste on korkeampi kuin 450 HV, rajakovuudeksi tulee valita yli 550 HV (ensimmäisenä tasona 25 HV). Jos sydämen kovuusarvo tässä paikassa on 470 HV, kovuuden raja-arvoksi tulee asettaa 575 HV. Jos on olemassa toinen tekninen sopimus, pannaan täytäntöön sopimuksen määräykset.
2.2.2 Kovetetun kerroksen syvyyden määritys kovuusmenetelmällä
Käytä kuormaa {{0}},9807-9,807N (yleisesti käytetty: 0,9807-2,942N) mitataksesi kovuusgradienttikäyrä pinnasta sisäpuolelle kohdassa 2.1 esitetyn menetelmän mukaisesti. Yleensä kaksi tai useampi kovuuskäyrä tulee mitata molempien osapuolten sopimista kohdista. Määritä kunkin käyrän perusteella etäisyys työkappaleen pinnasta, jossa kovuusarvo on määritelty arvo (kuten 550HV tai vastaava Knoop-kovuusarvo), kuten kuvassa 2-4 olevan taulukon mukaisesti. Kun kunkin arvon välinen ero on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,1 mm, keskiarvo otetaan kovetetun kerroksen syvyydeksi. Jos ero on suurempi kuin 0,1 mm, testi on toistettava.
Edellyttäen, että hiilettävän ja karkaisun karkaistun kerroksen syvyys on karkeasti määritetty, voidaan todentamiseen käyttää interpolointimenetelmää. Kohdassa, jossa etäisyys pinnasta on pienempi kuin arvioitu kovettuneen kerroksen syvyys d1 ja suurempi kuin arvioitu kovettuneen kerroksen syvyys d2
(D{{0}} d1:n "" ei saa ylittää 0,3 mm"). Mittaa vähintään 5 kovuusarvoa (keskiarvo) jokaisesta niistä. Kuvat ovat vastaavasti. Kovetetun kerroksen syvyys (CHD) saadaan interpolointikaavan (2-1) mukaan:
kuva
Kaavassa d1——etäisyys pinnasta, joka on pienempi kuin kovettuneen kerroksen syvyys;
d2 ———Etäisyys pinnasta, joka on suurempi kuin kovettuneen kerroksen syvyys;
Kuva - kovuuden mittausarvojen aritmeettinen keskiarvo kohdissa d1 ja d2, kuten kuvassa 2-5;
Kuva - kovuuden raja-arvo (yleensä 550HVI).
kuva
2.2.3 Menetelmä karburoituneen ja karkaisun karkaistun kerroksen syvyysmittauksen tulosten ilmaisemiseksi
Kovuustestiolosuhteiden mukaan hiilettävän ja karkaisun karkaistun kerroksen syvyys ilmaistaan seuraavasti:
kuva
2.2.4 Metallografinen menetelmä kovettuneen kerroksen hiiletys- ja sammutussyvyyden määrittämiseksi
Mitattaessa kovettuneen kerroksen syvyyttä metallografisella menetelmällä on suositeltavaa käyttää metallografista mikroskooppia, jossa kovettuneen kerroksen syvyys on 1/3~2/3 näkökentästä.
Metallografinen menetelmä mitataan yleensä hiiltyneen näytteen normaalin poikkileikkauksen metallografisella testipinnalla hitaasti jäähtyneissä (tasapainotila) olosuhteissa. Ei ole olemassa tiukkaa ja yhtenäistä teollisuusstandardia hiiltyneen ja karkaistun karkaistun kerroksen syvyyden erityiselle laskentamenetelmälle. Se perustuu yleensä raaka-aineeseen. (hiiliteräs, seosteräs) ja teknologia voidaan jakaa kolmeen menetelmään, katso taulukko 2-1.
kuva
kuva
Samalla kun varmistetaan, että työkappaleessa on riittävän syvä hiilipitoinen vyöhyke, yleensä vaaditaan myös, että hiilipitoisuuden gradientti hiiltyneen kerroksen siirtymävyöhykkeellä ei saa olla liian suuri hidastaakseen jännitysmutaatiota hiiltyneen kerroksen ja matriisin välillä. . Siksi yleensä vaaditaan, että hypereutektoidikerroksen ja eutektoidikerroksen summa on noin 50-75 % kokonaisläpäisevyyskerroksesta.
2.2.5 Matalan hiiltyneen karkaistun kerroksen syvyyden määritys
Yllä olevaa menetelmää ei voida soveltaa työkappaleille, joiden hiiltyneen (hiileen) karkaistun kerroksen syvyys on alle 0,3 mm, mutta GB/T 9451-2005 "Kovetetun kerroksen kokonaissyvyyden tai ohuen karkaistun kerroksen tehollisen syvyyden määritys teräsosien pintakerroksia" tulisi käyttää. määrätty menetelmä. Tämä standardi määrää, että työkappaleen pinnan pystysuunnassa mitattua etäisyyttä kovetetusta kerroksesta määritettyyn mikrokovuusarvoon kutsutaan teholliseksi karkaistun kerroksen syvyydeksi ja etäisyyttä, joka mitataan kovettuneesta kerroksesta ilman merkittävää mikrokovuusarvon muutosta, kutsutaan kovettuneen kerroksen kokonaissyvyys.
Tarkka mittausmenetelmä ja lausekemenetelmä ovat samat kuin GB/T {{0}}, mutta Vickersin kovuustestissä käytettävän kuormituksen tulisi yleensä olla 1,97 N (0,2 kgf) ja 2,94 N ( 0,3 kgf).
2.3 Teräsosien nitridoidun kerroksen syvyyden määritys
Teräsosien nitrautuvan (nitrohiilevän) kerroksen syvyyden määritys suoritetaan yleensä GB/T 11354-2005 "Teräsosat – Nitriding Layer Depth Determination and Metallographic Structure Inspection" mukaisesti. Erityisiä mittausmenetelmiä ovat kovuusmenetelmä, metallografinen menetelmä ja murtumismenetelmä. Niiden joukossa kovuusmenetelmä on välimiesmenettely.
2.3.1 Typpikerroksen syvyyden määritelmä
Nitrioivan (nitrohiilellisen) kerroksen syvyys on pintayhdistekerroksen ja diffuusiokerroksen summa.
Määritelty kovuuden mukaan: Pystysuora etäisyys mitattuna näytteen pinnasta pisteeseen, joka on 50 HV korkeampi kuin substraatin Vickersin kovuusarvo, on typpikerroksen syvyys.
Osien, joissa hiiliteräksen tai vähähiilisen nitraseosteisen teräksen nitridoidun kerroksen kovuus muuttuu erittäin kevyesti, nitridoidun kerroksen syvyys voidaan määritellä etäisyydeksi pinnasta pystysuorassa pinnan suunnassa, jossa Vickersin kovuus on 30HV. korkeampi kuin matriisin Vickers-kovuus. Jos on olemassa toinen tekninen sopimus, pannaan täytäntöön sopimuksen määräykset.
2.3.2 Typpikerroksen syvyyden määritys kovuusmenetelmällä
Kovuusmenetelmää käytetään typpikerroksen syvyyden mittaamiseen. Vickers-kovuutta käytetään standardin mukaisesti (voidaan käyttää myös Knoop-kovuutta). Testivoima on {{0}},9807-9,807N ja yleensä käytetään 0,9807-2,942N.
Typpikerroksen syvyys perustuu osan pohjakovuuteen. Vaaditaan, että 3-pistekovuusarvojen keskiarvo (10 numeron tarkkuudella) mitattuna 3 kertaa typpikerroksen syvyydessä pinnasta on mitattu peruskovuus.
