钢的脱碳层深度测定三种方式介绍

按GB/T224-2019《钢的脱碳层深度测定法》标准,规定适用于测定钢材(坏)及其零件的脱碳层深度。

1.测定方法关于脱碳层深度的测定方法,在标准中规定可采用金相法、硬度法和化学(光谱)分析法3种。

(1)金相法。在光学显微镜下观察试样从表面到中心随着碳含量的变化而产生的组织变化,来测定脱碳层深度。

(2)硬度法。测最在试样横截面上沿垂直于表面方向上的硬度值的分布梯度。

(3) 化学和光谱分析法。利用脱碳引起表面层碳含量的变化来测定脱碳层深度,属于直接测定法。

这3种方法可由技术条件政双方协议规定来选用,若无明确规定时,则以金相法为准

一.金相法

此方法适用于具有退火(或铁素体-珠光体)组织的钢种,也可有条件地用于那些硬化、回火、轧制或锻制状态的产生。

(1)金相试样应从交货状态的钢或钢制零件上截取,试样的磨光面必须垂直于脱碳面,对钢材(坏)必须垂直于轧(锻)制方向,确保测定深度的正确性。

(2)规定试样检查的周边长度不小于20mm,对于直径小于或等于25mm的冷拔材料和高频淬火用材料,必要时可检查全部周边,这样才能确保钢材在热处理后的表面质量。

(3) 制备的金相试样,不允许有卷边,倒角等现象,否则它将使表层显微组织观察不清而造成对深度的测定不正确。

(4)有时被检查的试样,因冷加工或冷却条件等的影响,不易辨别其脱碳层的组织时,应该重新取样,必要时亦可进行适当的热处理,如再结晶退火等,但应在不脱碳和不增碳的条件下进行。

(5) 脱碳层可分为全脱碳和部分脱碳层,脱碳层总深度也就是全脱碳层与部分脱碳层之和。

二.硬度法

这种方法适用于脱碳层相当深但和淬火区厚度相比却又很小的亚共析钢,共析-过共析钢。这样可以避免由于淬火不完全所引起的硬度值波动,这种方法对低碳钢不准确。

总脱碳层深度规定为从表面到已达到所要求硬度值的那一点的距离。原则上,至少要在相互距离尽可能远的位置进行两组测定,其测定值的平均值作为总脱碳层深度。

脱碳层深度用硬度测定时有三条原则:

1.由试样边缘测至技术条件规定的硬度处;

2.由试样边缘测至硬度平稳值处;

3.由试样边缘测至硬度值平稳处的某一百分数处。

采用何种测定界限由技术条件或双方协议规定。

三、化学和光谱分析法

此方法是测定碳含量在垂直于试样表面方向上的分布梯度,它可用于钢的任何组织状态。

(1) 化学分析法。只适用于那些具有恰当的几何形状(圆柱体或具有平面的多面体),并且其尺寸适合于容易机械加工,不需进行任何热处理的试样(如确实需要,各方协商之后,可进行适当热处理,但要保证不影响脱碳层深度)。

试样的选取用机械加工的方法,平行于试样表面逐层剥取每层为0.1mm厚的试屑,按GB/T223.71-1997(钢铁及其合金化学分析方法管式炉内燃烧后重量法测定碳含量》测定碳含量。

(2)光谱分析法。只用于那些具有合适尺寸的平面的试样。将平面试样逐层磨削,每层间隔0.1mm,在每一层上进行碳的光谱测定。要设法使逐层的光谱火花放电区不重叠。

用化学和光谱分析法测量从表面到碳含量达到规定数值的那一点的距离作为脱碳层深度。