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一文读懂|渗碳后渗碳层怎么检测

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人气:-发表时间:2022-06-14 10:49【

金相检测中渗碳层的金相分析,金相检测在现代工业生产中应用越来越广泛,是研究材料的重要手段,金相分析仪器在国内市场中的需求也越来越多。渗碳淬火金相分析是金相分析的一个部分。

渗碳是将碳元素渗入钢的表面,使零件表面碳含量增加,随后通过淬火使表面得到高的硬度,而芯部硬度较低并且具有良好的韧性的低碳马氏体组织,有固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳,目前主要使用气体渗碳。

渗碳层的金相分析

        过程包含:原材料---预备热处理—渗碳—淬火回火
        其中预处理有:正火、正火+回火、等温退火或球化退火
        渗碳淬火主要有渗碳后预冷直接淬火、渗碳后空冷一次淬火、空冷后二次淬火,淬火后进行等温回火;
        渗碳层深度和有效硬化层深度均为衡量渗碳质量的重要技术指标,
        合金钢的渗碳层深度=过共析+共析+全部过渡层的深度,且过共析+共析层之和应为总深度的50%;
        碳钢的渗碳层深度=过共析+共析+1/2过渡层的深度,且过共析+共析层之和不得小于总深度的75%;
        有效硬化层深度为渗碳淬火后硬度达到550HV1的深度,GB/T9450-2005,
        渗碳层深度:重载—1.0-1.5mm,中载荷:0.5-1mm,轻载荷:0.13-0.25mm等

检测渗碳层的方法主要有:

1、金相法:测量过共析+共析+1/2过渡层的深度,
2、化学剥离法:表层到碳含量为0.4%的距离为渗碳层深度,
3、淬硬层深度法:测量渗碳淬火回火后的表面到硬度为550HV1处的垂直距离。

组织分析:

1、原材料:
钢中不允许有较多和较大的非金属夹杂物,2.5级以下,GB/T10561-2005,
钢中不允许有严重的带状组织,GB/T13299-1991,2级以下,
2、预热处理组织检验,
多为正火或者退火,组织为:铁素体+珠光体,
合金较高的采用正火+高温回火,主要组织是回火索氏体,
3、渗碳缓冷组织:
①碳素钢渗碳缓冷后,渗碳层由表及里的组织为网状渗碳体+珠光体(过共析层)---珠光体(共析层)----珠光体+铁素体(过渡层;)
②合金渗碳钢渗碳缓冷或者重新加热退火,渗层由表及里的组织依次为:球块状或条状及少量网状碳化物+珠光体(过共析层)------珠光体(共析层)-----珠光体+铁素体(过渡层);表层碳化物呈现颗粒状是有益的;
4、渗碳淬火+低温回火组织,
过共析层:高碳回火马氏体+碳化物+残留奥氏体,
共析层:回火马氏体+残留奥氏体,
亚共析层:中低碳回火马氏体+残留奥氏体,
芯部:低碳回火马氏体,工件较大或者未淬透,亚共析层金额芯部会得到部分托氏体或者索氏体+部分铁素体组织,
①直接淬火:渗碳温度较高,直接淬火得到的是粗针状马氏体和较多的残留奥氏体,淬火应力较大,容易产生裂纹,一般要后续采用等温回火,析出部分碳化物,得到细针状马氏体+少量的残余奥氏体,
②渗碳后空冷一次淬火:表层是较细的回火针状马氏体,少量的残留奥氏体,少量的颗粒状的碳化物,芯部是低碳马氏体,
③空冷后二次淬火:二次淬火的目的是消除网状碳化物及细化组织,渗碳后表层含碳量较高,容易出现网状碳化物组织,

缺陷分析:

1、共析层或者亚共析层出现游离的铁素体,大片白区存在,
2、表层产生脱碳或者出现非马氏体组织,
3、粗大的马氏体组织----一般是淬火温度过高导致的;

组织评级包含以下结果部分:

1、马氏体评级
采用比较法,GB/T25744-2010进行组织评级(马氏体级别)

马氏体评级.jpg

2、残留奥氏体评级

残余奥氏体评级

3、碳化物评级

碳化物评级

4、表层内氧化层深度

表层内氧化层深度

5、芯部组织

芯部组织

合金钢的渗碳层深度=过共析+共析+全部过渡层的深度,且过共析+共析层之和应为总深度的50%;
碳钢的渗碳层深度=过共析+共析+1/2过渡层的深度,且过共析+共析层之和不得小于总深度的75%。

此文关键字:渗碳层

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