Capitolul 2 Determinarea adâncimii stratului întărit la suprafață
Prin tratament termic chimic (călire prin cementare, călire cu carbonitrurare, nitrurare etc.) sau tratament termic de suprafață (călire prin inducție, stingere cu flacără, călire cu fascicul de electroni etc.), precum și prin infiltrarea metalului și infiltrarea nemetalului, suprafața metalului părțile pot fi tratate la o anumită adâncime. Strat întărit pentru a se potrivi cerințelor de service. Pe baza determinării definiției stratului întărit, metoda gradientului de duritate poate fi utilizată pentru a măsura adâncimea stratului întărit. Când există o interfață clară între stratul întărit și matrice, se poate folosi și metoda metalografică.
Pentru prepararea probelor, trebuie respectate cerințele generale pentru prepararea probelor metalografice (vezi Capitolul 5, Secțiunea 5.1). Eșantionul trebuie să fie montat pentru a proteja marginea suprafeței probei de a fi teșit; eșantionul trebuie să fie erodat în mod normal pentru testarea metalografică sau pentru a înțelege distribuția stratului de duritate atunci când se utilizează metoda durității. La măsurarea durității, se recomandă să o faceți în stare lustruită.
2.1 Reguli generale pentru determinarea adâncimii stratului întărit la suprafață
Determinarea adâncimii stratului întărit obținut în condiții specifice de proces trebuie efectuată în conformitate cu cerințele standardelor de testare și protocoalelor tehnice relevante.
2.1.1 Selectarea probei și pregătirea probei
Probele pentru măsurarea adâncimii stratului întărit la suprafață trebuie prelevate din piese după finalizarea procesului specific. Zona și cantitatea prelevată trebuie specificate în documentele procesului, iar eșantioanele livrate împreună cu cuptorul pot fi, de asemenea, selectate conform reglementărilor.
Adâncimea stratului întărit la suprafață trebuie măsurată pe o secțiune transversală perpendiculară pe stratul întărit. Suprafața de încercare trebuie să includă întregul strat întărit și o parte a structurii miezului și trebuie să fie cât mai aproape posibil de direcția axială a piesei sau a zonei specificate în acordul tehnic.
Pentru mostrele cu strat subțire întărit, pot fi folosite specimene în formă de pană, așa cum se arată în Figura 2-1. Probele trepte pot fi utilizate și la determinarea limitelor adâncimii stratului întărit la suprafață. Înălțimea fiecărei trepte a eșantionului de treaptă este 0.05 mm sau 0,10 mm, iar suprafața sa și fiecare suprafață a treptei trebuie să fie șlefuite și prelucrate, așa cum se arată în Figura 2-2.
imagine
2.1.2 Determinarea gradientului de duritate
Metoda durității este utilizată pentru a determina adâncimea stratului întărit de suprafață, care se bazează pe curba gradientului de duritate de la suprafață spre interior.
Gradientul de duritate se măsoară de obicei folosind testerul de duritate Vickers, dar testerul de duritate Knoop poate fi folosit și în condițiile convenite de ambele părți la acord. Intervalul aplicabil al forței de testare poate fi {{0}},9807~9,807N (0,1~1kgf).
Gradientul de duritate este măsurat în două sau mai multe locații, cu acordul părților la acord. Rezultatele măsurătorilor la fiecare locație trebuie trasate ca o curbă de modificare a durității în raport cu distanța de la suprafață.
Poziția măsurării durității este prezentată în metoda tabelului din figura {{0}}. În lățimea W de 1,5 mm, duritatea Vickers este măsurată pe una sau mai multe linii paralele perpendiculare pe suprafață. Distanța dintre aceste linii paralele trebuie să respecte cerințele standardului Vickers pentru testul de duritate. Distanța (Δd) dintre fiecare două indentări adiacente nu trebuie să fie mai mică decât timpii normali ai diagonalei indentării. Diferența de distanță (d2-d1) dintre centrele indentărilor succesive și suprafață nu trebuie să depășească 0,1 mm. Precizia măsurării distanței de la centrul adânciturii la suprafață trebuie să fie de ± 25 μm.
imagine
Distanța centru-suprafață a primei adâncituri (d1) de pe suprafață trebuie să fie de cel puțin 2,5 ori diagonala adânciturii de duritate Vickers.
Pe baza datelor măsurate, curba prezentată în figura 2-4 poate fi trasată, iar adâncimea corespunzătoare a stratului întărit poate fi obținută pe baza definițiilor diferitelor adâncimi a stratului întărit.
imagine
2.2 Determinarea adâncimii stratului întărit carburat sau carbonitrurat al pieselor de oțel
Adâncimea stratului întărit de călire carburat sau carbonitrurat al pieselor de oțel (mai mare de 0,3 mm) este în general măsurată folosind metoda specificată în GB/T 9450-2005 „Determinarea și verificarea adâncimii carburatului și strat întărit de piese de oțel”. Această metodă Este, de asemenea, singura metodă de arbitraj.
2.2.1 Definirea adâncimii stratului întărit de cementare și călire
GB/T 9450-2005 stipulează că distanța verticală de la suprafața piesei până la punctul în care valoarea durității Vickers este 550HV1 este adâncimea stratului întărit de cementare și călire. Acest 550HV1 se numește valoarea limită a durității. Această definiție se aplică piesei de prelucrat care a fost carburată sau carbonitrurata și călită, iar valoarea durității la adâncimea stratului întărit de călire de la suprafață (definită ca centru) este mai mică de 450HV. Când punctul este mai mare de 450HV, trebuie selectată o valoare specifică mai mare de 550HV (cu 25HV ca prim nivel) ca duritate limită. Dacă valoarea durității miezului în această locație este de 470HV, valoarea limită a durității trebuie setată la 575HV. Dacă există un alt acord tehnic, prevederile acordului vor fi implementate.
2.2.2 Determinarea adâncimii stratului întărit prin metoda durității
Utilizați o sarcină de {{0}},9807~9,8{07N (utilizat în mod obișnuit: 0,9807~2,942N) pentru a măsura curba gradientului de duritate de la suprafață spre interior conform metodei introduse în Secțiunea 2.1. În general, două sau mai multe curbe de duritate ar trebui măsurate la pozițiile convenite de ambele părți. Determinați distanța de la suprafața piesei de prelucrat unde valoarea durității este o valoare definită (cum ar fi 550HV sau valoarea durității Knoop corespunzătoare) pe baza fiecărei curbe, așa cum se arată în tabelul din Figura 2-4. Când diferența dintre fiecare valoare este mai mică sau egală cu 0,1 mm, valoarea medie este luată ca adâncime a stratului întărit. Dacă diferența este mai mare de 0,1 mm, testul trebuie repetat.
Cu condiția ca adâncimea stratului întărit de cementare și călire să fi fost aproximativ determinată, metoda interpolării poate fi utilizată pentru verificare. În poziția în care distanța de la suprafață este mai mică decât adâncimea estimată a stratului întărit d1 și mai mare decât adâncimea estimată a stratului întărit d2
(„ din d{{0}} d1 nu trebuie să depășească 0,3 mm”). Măsurați cel puțin 5 valori de duritate (valoare medie) pe fiecare dintre ele. Pozele sunt respectiv. Adâncimea stratului întărit (CHD) poate fi obținută conform formulei de interpolare (2-1):
imagine
În formulă, d1——distanța de la suprafață care este mai mică decât adâncimea stratului întărit;
d2 ———Distanța de la suprafață care este mai mare decât adâncimea stratului întărit;
Imagine - media aritmetică a valorilor de măsurare a durității la d1 și d2, așa cum se arată în Figura 2-5;
Imagine - valoarea limită a durității (de obicei 550HVI).
imagine
2.2.3 Metoda de exprimare a rezultatelor măsurării adâncimii stratului întărit de cementare și călire
Conform condițiilor de testare a durității, adâncimea stratului întărit de cementare și călire este exprimată după cum urmează:
imagine
2.2.4 Metoda metalografică pentru determinarea adâncimii stratului întărit de cementare și călire
La măsurarea adâncimii stratului întărit prin metoda metalografică, se recomandă utilizarea unui microscop metalografic în care adâncimea stratului întărit ocupă 1/3~2/3 din câmpul vizual.
Metoda metalografică se măsoară în general pe suprafața de testare metalografică a secțiunii transversale normale a probei cementate în condiții de răcire lentă (stare de echilibru). Nu există un standard industrial strict și unificat pentru metoda de calcul specifică a adâncimii stratului întărit carburat și stins. În general, se bazează pe materia primă. (Oțel carbon, oțel aliat) și tehnologia pot fi împărțite în 3 metode, vezi tabelul 2-1.
imagine
imagine
În timp ce se asigură că piesa de prelucrat are o zonă suficient de adâncă cu conținut ridicat de carbon, este, de asemenea, în general necesar ca gradientul de concentrație de carbon în zona de tranziție a stratului cementat să nu fie prea mare pentru a încetini mutația tensiunii dintre stratul cementat și matrice. . Prin urmare, în general, este necesar ca suma stratului hipereutectoid și stratul eutectoid să reprezinte aproximativ 50% până la 75% din stratul total de permeabilitate.
2.2.5 Determinarea adâncimii stratului întărit carburat de mică adâncime
Pentru piesele de prelucrat cu o adâncime a stratului întărit carburat (carbonitrurare) sub 0.3mm, metoda de mai sus nu este aplicabilă, dar GB/T 9451-2005 "Determinarea adâncimii totale a stratului întărit sau a adâncimii efective a stratului întărit de subțire trebuie utilizate straturi de suprafață ale pieselor de oțel”. metoda prescrisa. Acest standard stipulează că distanța de la stratul întărit măsurată pe direcția verticală a suprafeței piesei de prelucrat până la valoarea specificată a microdurității se numește adâncimea efectivă a stratului întărit, iar distanța măsurată de la stratul întărit fără modificare semnificativă a valorii microdurității se numește adâncimea totală a stratului întărit.
Metoda specifică de măsurare și metoda de exprimare sunt aceleași ca GB/T {{{0}}, dar sarcina utilizată pentru testul de duritate Vickers ar trebui să fie în general 1,97N (0,2kgf) și 2,94N ( 0,3 kgf).
2.3 Determinarea adâncimii stratului nitrurat al pieselor din oțel
Determinarea adâncimii stratului de nitrurare (nitrocarburare) al pieselor de oțel se efectuează în general în conformitate cu GB/T 11354-2005 „Piesele de oțel - Determinarea adâncimii stratului de nitrurare și inspecția structurii metalografice”. Metodele specifice de măsurare includ metoda durității, metoda metalografică și metoda ruperii. Printre acestea, metoda durității este metoda arbitrajului.
2.3.1 Definirea adâncimii stratului de nitrurare
Adâncimea stratului de nitrurare (nitrocarburare) este suma stratului compus de suprafață și a stratului de difuzie.
Definit de duritate: Distanța verticală măsurată de la suprafața probei până la un punct cu 50HV mai mare decât valoarea durității Vickers a substratului este adâncimea stratului de nitrurare.
Pentru piesele în care duritatea stratului nitrurat din oțel carbon sau oțel slab aliat cu carbon scăzut se modifică foarte ușor, adâncimea stratului nitrurat poate fi definită ca distanța de la suprafață de-a lungul direcției verticale a suprafeței unde duritatea Vickers este de 30HV. mai mare decât duritatea Vickers a matricei. Dacă există un alt acord tehnic, prevederile acordului vor fi implementate.
2.3.2 Determinarea adâncimii stratului de nitrurare prin metoda durității
Metoda durității este utilizată pentru a măsura adâncimea stratului de nitrurare. Duritatea Vickers este utilizată conform standardului (se poate folosi și duritatea Knoop). Forța de testare este {{0}},9807~9,807N și se utilizează de obicei 0,9807~2,942N.
Adâncimea stratului de nitrurare se bazează pe duritatea de bază a piesei. Este necesar ca valoarea medie (cu precizie de 10 cifre) a valorilor de duritate de 3-punct măsurate la de 3 ori adâncimea stratului de nitrurare de la suprafață să fie duritatea de bază măsurată.
