Poglavje 2 Določanje globine površinsko utrjenega sloja
S kemično toplotno obdelavo (kaljenje z naogljičenjem, kaljenje s karbonitriranjem, nitriranje itd.) ali površinsko toplotno obdelavo (indukcijsko kaljenje, gašenje s plamenom, kaljenje z elektronskim žarkom itd.), kot tudi z infiltracijo kovin in infiltracijo nekovin, se površina kovine deli se lahko obdelajo do določene globine. Utrjen sloj, ki ustreza servisnim zahtevam. Na podlagi določitve definicije utrjenega sloja se lahko za merjenje globine utrjenega sloja uporabi metoda gradienta trdote. Kadar obstaja jasna meja med utrjeno plastjo in matrico, se lahko uporabi tudi metalografska metoda.
Za pripravo vzorcev je treba upoštevati splošne zahteve za pripravo metalografskih vzorcev (glej poglavje 5, oddelek 5.1). Vzorec je treba namestiti tako, da zaščiti površinski rob vzorca pred posnemanjem; vzorec je treba normalno erodirati za metalografsko testiranje ali za razumevanje porazdelitve sloja trdote pri uporabi metode trdote. Pri merjenju trdote je priporočljivo, da to opravite v poliranem stanju.
2.1 Splošna pravila za določanje globine površinsko utrjene plasti
Določitev globine utrjenega sloja, dobljenega v posebnih procesnih pogojih, je treba izvesti v skladu z zahtevami ustreznih preskusnih standardov in tehničnih protokolov.
2.1.1 Izbira in priprava vzorca
Vzorce za merjenje globine površinsko utrjene plasti je treba vzeti iz delov po končanem določenem postopku. Odvzeto območje in količino je treba navesti v procesnih dokumentih, vzorce, poslane s pečjo, pa je mogoče izbrati tudi v skladu s predpisi.
Globino površinsko utrjenega sloja izmerimo na prečnem prerezu, ki je pravokoten na utrjeni sloj. Preskusna površina mora vključevati celotno utrjeno plast in del strukture jedra ter mora biti čim bližje aksialni smeri dela ali območja, določenega v tehničnem sporazumu.
Za vzorce tanke utrjene plasti je mogoče uporabiti klinaste vzorce, kot je prikazano na sliki 2-1. Stopničaste preizkušance lahko uporabimo tudi pri določanju meja globine površinsko utrjenega sloja. Višina vsake stopnice vzorca stopnice je 0.05 mm ali 0,10 mm, njena površina in vsaka površina stopnice pa morata biti zbrušeni in obdelani, kot je prikazano na sliki 2-2.
slika
2.1.2 Določitev gradienta trdote
Za določanje globine površinsko utrjene plasti se uporablja metoda trdote, ki temelji na krivulji gradienta trdote od površine proti notranjosti.
Gradient trdote se običajno meri z merilnikom trdote po Vickersu, lahko pa se uporablja tudi merilnik trdote po Knoopu pod pogoji, o katerih se dogovorita obe pogodbeni stranki. Veljavno območje preskusne sile je lahko {{0}}.9807~9,807N (0,1~1kgf).
Gradient trdote se meri na dveh ali več mestih po dogovoru med pogodbenima strankama. Rezultate meritev na vsaki lokaciji je treba narisati kot krivuljo spremembe trdote glede na oddaljenost od površine.
Položaj merjenja trdote je prikazan v metodi tabele na sliki {{0}}. Znotraj širine W 1,5 mm se trdota po Vickersu meri na eni ali več vzporednih črtah, pravokotnih na površino. Razdalja med temi vzporednimi črtami mora biti skladna s standardnimi zahtevami za preskus trdote po Vickersu. Razdalja (Δd) med vsakima dvema sosednjima vdolbinama ne sme biti manjša od običajnih časov diagonale vdolbine. Razlika v razdalji (d2-d1) med središči zaporednih vdolbin in površino ne sme presegati 0,1 mm. Natančnost merjenja razdalje od središča vdolbine do površine mora biti znotraj ± 25 μm.
slika
Razdalja med središčem in površino prve vdolbine (d1) na površini mora biti vsaj 2,5-krat večja od diagonale vdolbine za Vickersovo trdoto.
Na podlagi izmerjenih podatkov je mogoče narisati krivuljo, prikazano na sliki 2-4, in pridobiti ustrezno globino utrjene plasti na podlagi definicij različnih globin utrjene plasti.
slika
2.2 Določitev globine naogljičene ali karbonitrirane kaljene plasti jeklenih delov
Globina naogljičenega ali karbonitridno utrjenega sloja jeklenih delov (več kot 0,3 mm) se običajno meri z metodo, določeno v GB/T 9450-2005 "Določanje in preverjanje globine naogljičenega in kaljena utrjena plast jeklenih delov". Ta metoda je tudi edina arbitražna metoda.
2.2.1 Opredelitev globine naogljičevanja in kaljenja utrjene plasti
GB/T 9450-2005 določa, da je navpična razdalja od površine dela do točke, kjer je vrednost Vickersove trdote 550HV1, globina sloja utrjenega z naogljičenjem in kaljenjem. Ta 550HV1 se imenuje mejna vrednost trdote. Ta definicija velja za obdelovanec, ki je bil karburiziran ali karbonitriran in kaljen, vrednost trdote na globini kaljenega kaljenega sloja od površine (definirano kot središče) pa je manjša od 450HV. Ko je točka višja od 450HV, je treba kot mejno trdoto izbrati specifično vrednost, večjo od 550HV (s 25HV kot prvo stopnjo). Če je vrednost trdote sredice na tem mestu 470HV, mora biti mejna vrednost trdote nastavljena na 575HV. Če je sklenjen drug tehnični sporazum, se bodo določbe sporazuma izvajale.
2.2.2 Določitev globine utrjene plasti s trdotno metodo
Uporabite obremenitev {{0}}.9807~9.807N (pogosto uporabljeno: 0.9807~2.942N) za merjenje krivulje gradienta trdote od površine proti notranjosti po metodi, predstavljeni v oddelku 2.1. Na splošno je treba izmeriti dve ali več krivulj trdote na mestih, o katerih se strinjata obe strani. Določite razdaljo od površine obdelovanca, kjer je vrednost trdote določena vrednost (kot je 550HV ali ustrezna vrednost trdote po Knoopu) na podlagi vsake krivulje, kot je prikazano v tabeli na sliki 2-4. Kadar je razlika med vsako vrednostjo manjša ali enaka 0,1 mm, se povprečna vrednost upošteva kot globina utrjene plasti. Če je razlika večja od 0,1 mm, je treba preskus ponoviti.
Pod pogojem, da je bila grobo določena globina naogljičenega in kaljenega utrjenega sloja, se lahko za preverjanje uporabi interpolacijska metoda. Na mestu, kjer je oddaljenost od površine manjša od ocenjene globine utrjene plasti d1 in večja od ocenjene globine utrjene plasti d2
(" od d{{0}} d1 ne sme presegati 0,3 mm"). Na vsakem izmed njih izmerite vsaj 5 vrednosti trdote (povprečna vrednost). Slike so oz. Globino utrjene plasti (CHD) lahko dobimo po interpolacijski formuli (2-1):
slika
V formuli je d1 — razdalja od površine, ki je manjša od globine utrjene plasti;
d2 ———razdalja od površine, ki je večja od globine utrjene plasti;
Slika - aritmetična sredina izmerjenih vrednosti trdote pri d1 in d2, kot je prikazano na sliki 2-5;
Slika - mejna vrednost trdote (običajno 550HVI).
slika
2.2.3 Metoda za izražanje rezultatov merjenja globine naogljičevanja in kaljenja kaljene plasti
V skladu s pogoji preskusa trdote je globina naogljičenega in kaljenega utrjenega sloja izražena kot sledi:
slika
2.2.4 Metalografska metoda za določanje globine naogljičenja in kaljenja utrjene plasti
Pri merjenju globine utrjene plasti z metalografsko metodo je priporočljiva uporaba metalografskega mikroskopa, pri katerem globina utrjene plasti zavzema 1/3~2/3 vidnega polja.
Metalografska metoda se na splošno meri na metalografski preskusni površini normalnega prečnega prereza naogljičenega vzorca v pogojih počasnega ohlajanja (ravnovesno stanje). Ni strogega in enotnega industrijskega standarda za specifično metodo izračuna globine naogljičene in kaljene plasti. Na splošno temelji na surovini. (ogljikovo jeklo, legirano jeklo) in tehnologijo lahko razdelimo na 3 metode, glejte tabelo 2-1.
slika
slika
Ob zagotavljanju, da ima obdelovanec dovolj globoko območje z visoko vsebnostjo ogljika, se na splošno zahteva tudi, da gradient koncentracije ogljika v prehodnem območju naogljičene plasti ne sme biti prevelik, da upočasni mutacijo napetosti med naogljičeno plastjo in matriko . Zato se na splošno zahteva, da vsota hiperevtektoidne plasti in evtektoidne plasti predstavlja približno 50 % do 75 % celotne prepustne plasti.
2.2.5 Določitev globine plitve naogljičene utrjene plasti
Za obdelovance z globino naogljičene (karbonitriranje) utrjene plasti pod 0,3 mm, zgornja metoda ni uporabna, vendar GB/T 9451-2005 "Določanje skupne globine utrjene plasti ali efektivne globine utrjene plasti tanke površinske plasti jeklenih delov". predpisana metoda. Ta standard določa, da se razdalja od utrjene plasti, izmerjena v navpični smeri površine obdelovanca, do določene vrednosti mikrotrdote imenuje efektivna globina utrjene plasti, razdalja, izmerjena od utrjene plasti brez pomembne spremembe vrednosti mikrotrdote, pa se imenuje skupna globina utrjene plasti.
Posebna merilna metoda in metoda izražanja sta enaki kot GB/T {{0}}, vendar mora biti obremenitev, uporabljena za Vickersov preskus trdote, na splošno 1,97 N (0,2 kgf) in 2,94 N ( 0,3 kgf).
2.3 Določanje globine nitrirane plasti jeklenih delov
Določitev globine sloja nitriranja (nitroogljičenja) jeklenih delov se na splošno izvaja v skladu z GB/T 11354-2005 "Jekleni deli – Določitev globine sloja nitriranja in pregled metalografske strukture". Specifične merilne metode vključujejo metodo trdote, metalografsko metodo in metodo loma. Med njimi je metoda trdote arbitražna metoda.
2.3.1 Opredelitev globine plasti nitriranja
Globina plasti nitriranja (nitrokarburiranja) je vsota površinske plasti spojine in difuzijske plasti.
Določeno s trdoto: Navpična razdalja, izmerjena od površine vzorca do točke, ki je za 50HV višja od Vickersove vrednosti trdote podlage, je globina plasti nitriranja.
Za dele, pri katerih se trdota nitriranega sloja iz ogljikovega jekla ali nizkoogljičnega nizkolegiranega jekla spreminja zelo rahlo, lahko globino nitriranega sloja definiramo kot razdaljo od površine vzdolž navpične smeri površine, kjer je Vickersova trdota 30HV višja od Vickersove trdote matrice. Če je sklenjen drug tehnični sporazum, se bodo določbe sporazuma izvajale.
2.3.2 Določitev globine plasti nitriranja s trdotno metodo
Metoda trdote se uporablja za merjenje globine plasti nitriranja. Trdota po Vickersu se uporablja po standardu (lahko tudi trdota po Knoopu). Preskusna sila je {{0}}.9807~9.807N, običajno se uporablja 0.9807~2.942N.
Globina plasti nitriranja temelji na osnovni trdoti dela. Zahteva se, da je povprečna vrednost (natančna do 10 števk) 3-točkovnih vrednosti trdote, izmerjenih na 3-kratni globini plasti nitriranja od površine, izmerjena osnovna trdota.
