Capítol 2 Determinació de la profunditat de la capa endurida superficialment
Mitjançant el tractament tèrmic químic (extinció de cementació, extinció de carbonitruració, nitruració, etc.) o tractament tèrmic superficial (extinció per inducció, extinció de flama, extinció de feix d'electrons, etc.), així com la infiltració de metalls i la infiltració no metàl·lica, la superfície del metall les peces es poden tractar a una certa profunditat. Capa endurida per adaptar-se als requisits del servei. A partir de la premissa de determinar la definició de la capa endurida, es pot utilitzar el mètode del gradient de duresa per mesurar la profunditat de la capa endurida. Quan hi ha una interfície clara entre la capa endurida i la matriu, també es pot utilitzar el mètode metal·logràfic.
Per a la preparació de mostres, s'han de seguir els requisits generals per a la preparació de mostres metal·logràfiques (vegeu el capítol 5, secció 5.1). La mostra s'ha de muntar per protegir la vora de la superfície de la mostra de ser axaflanada; La mostra s'ha d'erosionar normalment per a proves metal·logràfiques o per entendre la distribució de la capa de duresa quan s'utilitza el mètode de duresa. Quan es mesura la duresa, es recomana fer-ho en estat polit.
2.1 Regles generals per a la determinació de la profunditat de la capa endurida superficialment
La determinació de la profunditat de la capa endurida obtinguda en condicions específiques de procés s'ha de dur a terme d'acord amb els requisits de les normes d'assaig i protocols tècnics pertinents.
2.1.1 Selecció de la mostra i preparació de la mostra
Les mostres per mesurar la profunditat de la capa endurida superficialment s'han de prendre de les peces un cop finalitzat el procés específic. L'àrea i la quantitat presa s'han d'especificar als documents del procés, i les mostres enviades amb el forn també es poden seleccionar d'acord amb la normativa.
La profunditat de la capa endurida superficial s'ha de mesurar en una secció transversal perpendicular a la capa endurida. La superfície de prova ha d'incloure tota la capa endurida i part de l'estructura del nucli, i ha d'estar el més a prop possible de la direcció axial de la peça o l'àrea especificada en l'acord tècnic.
Per a mostres de capa fina endurida, es poden utilitzar mostres en forma de falca, tal com es mostra a la figura 2-1. Les mostres de pas també es poden utilitzar per determinar els límits de la profunditat de la capa endurida superficialment. L'alçada de cada pas de la mostra de pas és 0.05 mm o 0,10 mm, i la seva superfície i cada superfície de pas s'han de rectificar i processar, tal com es mostra a la figura 2-2.
imatge
2.1.2 Determinació del gradient de duresa
El mètode de duresa s'utilitza per determinar la profunditat de la capa endurida de la superfície, que es basa en la corba del gradient de duresa des de la superfície cap a l'interior.
El gradient de duresa es mesura normalment amb el tester de duresa Vickers, però el tester de duresa Knoop també es pot utilitzar en les condicions acordades per ambdues parts de l'acord. El rang aplicable de força de prova pot ser de {{0}},9807~9,807N (0,1~1kgf).
El gradient de duresa es mesura en dos o més llocs amb acord entre les parts de l'acord. Els resultats de la mesura a cada lloc s'han de dibuixar com una corba de canvi de duresa en relació a la distància des de la superfície.
La posició de la mesura de la duresa es mostra al mètode de la taula de la figura {{0}}. Dins de l'amplada W d'1,5 mm, la duresa Vickers es mesura en una o més línies paral·leles perpendiculars a la superfície. La distància entre aquestes línies paral·leles ha de complir els requisits estàndard de prova de duresa de Vickers. La distància (Δd) entre cadascuna de les dues sagnies adjacents no hauria de ser inferior als temps normals de la diagonal de la sagnia. La diferència de distància (d2-d1) entre els centres de sagnats successius i la superfície no ha de superar els 0,1 mm. La precisió de mesurar la distància des del centre de la sagnia fins a la superfície ha de ser de ± 25 μm.
imatge
La distància entre el centre i la superfície de la primera sagnat (d1) a la superfície ha de ser almenys 2,5 vegades la diagonal de la sagnat de duresa Vickers.
A partir de les dades mesurades, es pot dibuixar la corba que es mostra a la figura 2-4 i es pot obtenir la profunditat de capa endurida corresponent a partir de les definicions de diverses profunditats de capa endurida.
imatge
2.2 Determinació de la profunditat de la capa endurida carburada o carbonitrurada de peces d'acer
La profunditat de la capa endurida d'acer cementada o carbonitrurada de peces d'acer (més de 0,3 mm) es mesura generalment mitjançant el mètode especificat a GB/T 9450-2005 "Determinació i verificació de la profunditat del carburitzat". i la capa endurida de peces d'acer". Aquest mètode També és l'únic mètode d'arbitratge.
2.2.1 Definició de la profunditat de la capa endurida de cementació i trempada
GB/T 9450-2005 estableix que la distància vertical des de la superfície de la peça fins al punt on el valor de duresa Vickers és de 550HV1 és la profunditat de la capa endurida de cementació i extinció. Aquest 550HV1 s'anomena valor límit de duresa. Aquesta definició s'aplica a la peça de treball que s'ha carburat o carbonitrurada i trempada, i el valor de duresa a la profunditat de la capa endurida de la superfície (definida com a centre) és inferior a 450HV. Quan el punt és superior a 450HV, s'hauria de seleccionar un valor específic superior a 550HV (amb 25HV com a primer nivell) com a duresa límit. Si el valor de duresa del nucli en aquesta ubicació és de 470HV, el valor límit de duresa s'hauria d'establir en 575HV. En cas d'haver-hi un altre acord tècnic, s'aplicaran les disposicions del conveni.
2.2.2 Determinació de la profunditat de la capa endurida pel mètode de la duresa
Utilitzeu una càrrega de {{0}},9807~9,807N (utilitzat habitualment: 0,9807~2,942N) per mesurar la corba de gradient de duresa des de la superfície cap a l'interior segons el mètode introduït a l'apartat 2.1. En general, dues o més corbes de duresa s'han de mesurar en posicions acordades per ambdues parts. Determineu la distància des de la superfície de la peça on el valor de duresa és un valor definit (com ara 550HV o el valor de duresa Knoop corresponent) en funció de cada corba, tal com es mostra a la taula de la figura 2-4. Quan la diferència entre cada valor és inferior o igual a 0,1 mm, el valor mitjà es pren com la profunditat de la capa endurida. Si la diferència és superior a 0,1 mm, la prova s'ha de repetir.
Amb la condició que s'hagi determinat aproximadament la profunditat de la capa endurida de cementació i trempada, es pot utilitzar el mètode d'interpolació per a la verificació. A la posició on la distància de la superfície és menor que la profunditat estimada de la capa endurida d1 i més gran que la profunditat estimada de la capa endurida d2
(El " de d{{0}} d1 no ha de superar els 0,3 mm"). Mesureu almenys 5 valors de duresa (valor mitjà) en cadascun d'ells. Les imatges són respectivament. La profunditat de la capa endurida (CHD) es pot obtenir segons la fórmula d'interpolació (2-1):
imatge
A la fórmula, d1——la distància de la superfície que és menor que la profunditat de la capa endurida;
d2 ———La distància de la superfície que és més gran que la profunditat de la capa endurida;
Imatge: la mitjana aritmètica dels valors de mesura de duresa a d1 i d2, tal com es mostra a la figura 2-5;
Imatge: el valor límit de duresa (generalment 550HVI).
imatge
2.2.3 Mètode per expressar els resultats de la mesura de la profunditat de la capa endurida de cementació i trempada
D'acord amb les condicions de la prova de duresa, la profunditat de la capa endurida de cementació i extinció s'expressa de la següent manera:
imatge
2.2.4 Mètode metal·logràfic per determinar la profunditat de cementació i trempada de la capa endurida
Quan es mesura la profunditat de la capa endurida mitjançant el mètode metalogràfic, es recomana utilitzar un microscopi metalogràfic en què la profunditat de la capa endurida ocupi 1/3 ~ 2/3 del camp de visió.
El mètode metalogràfic es mesura generalment a la superfície de prova metal·logràfica de la secció transversal normal de la mostra cementada en condicions de refredament lent (estat d'equilibri). No hi ha cap estàndard de la indústria estricte i unificat per al mètode de càlcul específic de la profunditat de la capa endurida cementada i endurida. Generalment es basa en la matèria primera. (Acer al carboni, acer aliat) i la tecnologia es poden dividir en 3 mètodes, vegeu la taula 2-1.
imatge
imatge
Tot i que s'assegura que la peça de treball tingui una zona d'alt carboni prou profunda, també es requereix generalment que el gradient de concentració de carboni a la zona de transició de la capa carburada no sigui massa gran per frenar la mutació de l'estrès entre la capa carburada i la matriu. . Per tant, generalment es requereix que la suma de la capa hipereutectoide i la capa eutectoide representi aproximadament entre el 50% i el 75% de la capa de permeabilitat total.
2.2.5 Determinació de la profunditat superficial de la capa endurida carburada
Per a peces de treball amb una profunditat de capa endurida carburada (carbonitruració) per sota de 0,3 mm, el mètode anterior no és aplicable, però GB/T 9451-2005 "Determinació de la profunditat total de la capa endurida o la profunditat efectiva de la capa endurida de prima s'han d'utilitzar capes superficials de peces d'acer". mètode prescrit. Aquesta norma estableix que la distància des de la capa endurida mesurada en la direcció vertical de la superfície de la peça fins al valor de microduresa especificat s'anomena profunditat efectiva de la capa endurida, i la distància mesurada des de la capa endurida sense canvis significatius en el valor de microduresa s'anomena profunditat total de la capa endurida.
El mètode de mesura i el mètode d'expressió específics són els mateixos que GB/T {{{0}}, però la càrrega utilitzada per a la prova de duresa Vickers hauria de ser generalment 1,97 N (0,2 kgf) i 2,94 N ( 0,3 kgf).
2.3 Determinació de la profunditat de la capa nitrurada de peces d'acer
La determinació de la profunditat de la capa de nitruració (nitrocarburació) de peces d'acer es realitza generalment d'acord amb GB/T 11354-2005 "Peces d'acer - Determinació de la profunditat de la capa de nitruració i inspecció de l'estructura metal·logràfica". Els mètodes de mesura específics inclouen el mètode de la duresa, el mètode metal·logràfic i el mètode de fractura. Entre ells, el mètode de duresa és el mètode d'arbitratge.
2.3.1 Definició de la profunditat de la capa de nitruració
La profunditat de la capa de nitruració (nitrocarburització) és la suma de la capa de compost superficial i la capa de difusió.
Definida per duresa: la distància vertical mesurada des de la superfície de la mostra fins a un punt 50HV superior al valor de duresa Vickers del substrat és la profunditat de la capa de nitruració.
Per a les peces on la duresa de la capa nitrurada d'acer al carboni o acer baix en carboni de baix aliatge canvia molt suaument, la profunditat de la capa nitrurada es pot definir com la distància des de la superfície al llarg de la direcció de la superfície vertical on la duresa Vickers és de 30HV. superior a la duresa Vickers de la matriu. En cas d'haver-hi un altre acord tècnic, s'aplicaran les disposicions del conveni.
2.3.2 Determinació de la profunditat de la capa de nitruració pel mètode de la duresa
El mètode de duresa s'utilitza per mesurar la profunditat de la capa de nitruració. La duresa Vickers s'utilitza segons l'estàndard (també es pot utilitzar la duresa Knoop). La força de prova és {{0}},9807~9,807N, i normalment s'utilitza 0,9807~2,942N.
La profunditat de la capa de nitruració es basa en la duresa base de la peça. Cal que el valor mitjà (precís de 10 dígits) dels valors de duresa del punt 3-mesurats a 3 vegades la profunditat de la capa de nitruració des de la superfície sigui la duresa base mesurada.
