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一文讀懂|滲碳后滲碳層怎么檢測

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金相檢測中滲碳層的金相分析,金相檢測在現代工業(yè)生產(chǎn)中應用越來(lái)越廣泛,是研究材料的重要手段,金相分析儀器在國內市場(chǎng)中的需求也越來(lái)越多。滲碳淬火金相分析是金相分析的一個(gè)部分。

滲碳是將碳元素滲入鋼的表面,使零件表面碳含量增加,隨后通過(guò)淬火使表面得到高的硬度,而芯部硬度較低并且具有良好的韌性的低碳馬氏體組織,有固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳,目前主要使用氣體滲碳。

滲碳層的金相分析

        過(guò)程包含:原材料---預備熱處理—滲碳—淬火回火
        其中預處理有:正火、正火+回火、等溫退火或球化退火
        滲碳淬火主要有滲碳后預冷直接淬火、滲碳后空冷一次淬火、空冷后二次淬火,淬火后進(jìn)行等溫回火;
        滲碳層深度和有效硬化層深度均為衡量滲碳質(zhì)量的重要技術(shù)指標,
        合金鋼的滲碳層深度=過(guò)共析+共析+全部過(guò)渡層的深度,且過(guò)共析+共析層之和應為總深度的50%;
        碳鋼的滲碳層深度=過(guò)共析+共析+1/2過(guò)渡層的深度,且過(guò)共析+共析層之和不得小于總深度的75%;
        有效硬化層深度為滲碳淬火后硬度達到550HV1的深度,GB/T9450-2005,
        滲碳層深度:重載—1.0-1.5mm,中載荷:0.5-1mm,輕載荷:0.13-0.25mm等

檢測滲碳層的方法主要有:

1、金相法:測量過(guò)共析+共析+1/2過(guò)渡層的深度,
2、化學(xué)剝離法:表層到碳含量為0.4%的距離為滲碳層深度,
3、淬硬層深度法:測量滲碳淬火回火后的表面到硬度為550HV1處的垂直距離。

組織分析:

1、原材料:
鋼中不允許有較多和較大的非金屬夾雜物,2.5級以下,GB/T10561-2005,
鋼中不允許有嚴重的帶狀組織,GB/T13299-1991,2級以下,
2、預熱處理組織檢驗,
多為正火或者退火,組織為:鐵素體+珠光體,
合金較高的采用正火+高溫回火,主要組織是回火索氏體,
3、滲碳緩冷組織:
①碳素鋼滲碳緩冷后,滲碳層由表及里的組織為網(wǎng)狀滲碳體+珠光體(過(guò)共析層)---珠光體(共析層)----珠光體+鐵素體(過(guò)渡層;)
②合金滲碳鋼滲碳緩冷或者重新加熱退火,滲層由表及里的組織依次為:球塊狀或條狀及少量網(wǎng)狀碳化物+珠光體(過(guò)共析層)------珠光體(共析層)-----珠光體+鐵素體(過(guò)渡層);表層碳化物呈現顆粒狀是有益的;
4、滲碳淬火+低溫回火組織,
過(guò)共析層:高碳回火馬氏體+碳化物+殘留奧氏體,
共析層:回火馬氏體+殘留奧氏體,
亞共析層:中低碳回火馬氏體+殘留奧氏體,
芯部:低碳回火馬氏體,工件較大或者未淬透,亞共析層金額芯部會(huì )得到部分托氏體或者索氏體+部分鐵素體組織,
①直接淬火:滲碳溫度較高,直接淬火得到的是粗針狀馬氏體和較多的殘留奧氏體,淬火應力較大,容易產(chǎn)生裂紋,一般要后續采用等溫回火,析出部分碳化物,得到細針狀馬氏體+少量的殘余奧氏體,
②滲碳后空冷一次淬火:表層是較細的回火針狀馬氏體,少量的殘留奧氏體,少量的顆粒狀的碳化物,芯部是低碳馬氏體,
③空冷后二次淬火:二次淬火的目的是消除網(wǎng)狀碳化物及細化組織,滲碳后表層含碳量較高,容易出現網(wǎng)狀碳化物組織,

缺陷分析:

1、共析層或者亞共析層出現游離的鐵素體,大片白區存在,
2、表層產(chǎn)生脫碳或者出現非馬氏體組織,
3、粗大的馬氏體組織----一般是淬火溫度過(guò)高導致的;

組織評級包含以下結果部分:

1、馬氏體評級
采用比較法,GB/T25744-2010進(jìn)行組織評級(馬氏體級別)

馬氏體評級.jpg

2、殘留奧氏體評級

殘余奧氏體評級

3、碳化物評級

碳化物評級

4、表層內氧化層深度

表層內氧化層深度

5、芯部組織

芯部組織

合金鋼的滲碳層深度=過(guò)共析+共析+全部過(guò)渡層的深度,且過(guò)共析+共析層之和應為總深度的50%;
碳鋼的滲碳層深度=過(guò)共析+共析+1/2過(guò)渡層的深度,且過(guò)共析+共析層之和不得小于總深度的75%。

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