渗氮(氮化)后的硬度及厚度检测方法

1、渗氮氮化后的硬度及厚度检测方法发布时间：11-08-03 来源：点击量：1528字段选择：大 中 小一、钢铁零件渗氮氮化后的硬度及厚度检测方法：随着工业的开展，渗氮处理被更多的应用到各行各业，对渗氮处理 的检测要求也日益提高。下面北京时代山峰科技为您简单阐述钢 铁零件渗氮处理后的硬度及厚度检测。渗氮气体渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、辉光离子氮化零件的主要技术要求是有效渗氮层深度，外表硬度和局部硬度。某些零件还有渗氮层 脆性等级评定要求，完成以上要求，都需显微维氏硬度检测进行测定。渗氮层从金相组织划分，包括从最外层化合物层白亮层到扩散层与基体组织明显分界处为止的深度。显微维氏硬度检测，依据从工件外表

2、 测至与基体有明显界定硬度值处的垂直距离。渗氮层深度以字母 DN表示。渗氮层深度硬度检测方法：1、试样的准备a、试样应从渗氮零件上切取，如工件不能破坏，也可用与零件相同材料 和相同处理工艺的小试样切取后检测。b、试样切取时要注意，应垂直渗氮层外表取样详见金相试样取样方 法，取样后进行必要的磨抛处理，在磨抛过程中应注意冷却，不能使工 件过热，边缘不要出现倒角等。c、 检查渗氮层脆性的试样，外表粗糙度要求 Ra0.25-0.63um,但不允许 把外表化合物层磨掉。2、检测a、根据国标规定，一般选用 显微硬度计，检测力通常选用0.3-1KG，从试样外表测至比基体维氏硬度值高 50HV处的垂直距离为渗

3、氮层厚度。通 常采用梯式硬度测法，即从试样外表开始，每间隔一定距离打一点b、基体硬度的取点与测定，一般在 3倍左右渗氮层 深度的距离处测得的硬 度值至少取3点，平均值做为基体硬度值。c、 对于渗氮层硬度变化很平缓的钢种，如碳钢、低碳合金钢制件，其 渗氮层深度可以从试样外表沿垂直方向测至比基体维氏硬度高 30HV处。d、 当渗氮层深度有的特别浅，有的那么较深时，检测力可以在0.2KG范围 内选择并注明，如HV0.2e、结果的表示，渗氮层深度用字母 DN表示，深度以毫米计，取小数点后两位。如：0.35DN300HV0.3，表示渗氮层厚度为0.35mm，界限硬度值 为300HV，检测力为0.3KG。

4、f、一般零件推荐的最小有效渗氮层深度 DN及上偏差表单位/mm有效渗氮层深度DN上偏差有效渗氮层深度DN上偏差0.050.020.350.150.10.050.40.20.150.050.50.250.20.10.60.30.250.10.650.30.30.10.750.33、总渗氮层深度是指氮渗入的总深度，一般是指从外表测量到与基体硬度或组织有 明显差异处的垂直距离，单位为 mm，包括化合物层和全部扩散层。当零 件以化合物层厚度替代 DN要求时，应特别说明。厚度要求随零件服役条 件不同而变4、化合物层厚度化合物层主要是Fe3N及少量Fe4N和Fe3C相所组成，化合物层硬 度较高，提高了零件

5、耐磨性和抗蚀性能。般零件推荐的化合物层厚度及公差表单位/mm化合物层厚度上偏差化合物层厚度上偏差0.0050.0030.0120.0060.0080.0040.0150.0080.0100.0050.0240.0125、渗氮层脆性检验a、渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边缘碎裂程度分为5级级别渗氮层脆性级别说明1压痕边角兀整无缺2压痕一边或一角碎裂3压痕二边或二角碎裂4压痕三边或三角碎裂5压痕四边或四角碎裂b、 渗氮层脆性检验一般采用维氏硬度计，试验力 10公斤，试验力的加载 必须缓慢在5-9S内完成，试验力加载完成后必须停留5-10S,然后卸载 试验力，特殊情况也可采用5KG或者30KG试验力。

6、c、维氏硬度压痕在显微放大100咅下进行检查，每件至少测3点，其中两 点以上处于相同级别时，才能定级。否那么需重新检验。d、渗氮层脆性应在零件工作部位或随炉试样的外表上检测，一般零件为1-3级为合格，重要零件1-2级为合格，对于渗氮后留有磨痕的零件，也可 在磨去加工余量后的外表上进行测定e、经气体渗氮后的零件，必须进行检验。二、钢铁件渗碳/碳氮共渗淬火硬化层深度厚度检测：淬硬层深度渗碳淬火硬化层:从零件外表到维氏硬度值为550HV1处的 垂直距离。适用范围：本检测方法适用于渗碳和碳氮共渗硬化层；并经热处理后，距离表 面3倍于淬火硬化层深度 处，硬度值小于450HV的零件。对于距离外表3 倍于淬

7、火硬化层深度处硬度值高于 450HV的钢件，本测定方式也适用， 前提条件是选择硬度值大于550HV以25HV为一级的某一特定值作为界 限硬度。表示方法：淬硬层深度用CHD表示，单位为 mm。女口 CHD=0.5mm。测定维氏硬度值采用试验力为9.807N1kgf。特殊情况可选用4.903N-9.807N，即硬度界限值可使用550HV1以外的其他值。深度测定：1、试样的制作：一般在最终热处理后的工件上 垂直取样，并进行必要的 研磨抛光请参考金相试样的制作。在样件的横截面上进行测定。特殊情 况可采用随炉试样。2、测定方法：在宽度W为1.5mm范围内即测试区域的宽度，在与零件外表垂直的一条或多条平行

8、线上测定维氏硬度一般采用两条。每两相邻 压痕中心的距离S应不小于压痕对角线的2.5倍，按直线方式进行逐点打 压测试。逐次相邻压痕中心至零件外表的距离差值即a2-a1,不应该超过0.1mm。测量压痕中心至零件外表的距离精度应在.25um的范围内，而每个硬度压痕对角线的测量精度应在0.5um以内。试验力一般采用HV0.1-HV1获得维氏硬度压痕，并采用400X以上放大倍数。3、深度确定：根据测试的两条或多条压痕走线，确定每条压痕走线硬 度值为550HV处至零件外表的距离，如果两条线数值的差小于或等于 0.1mm,那么取它们的 平均值做为淬硬层的深度。如果差值大于 0.1mm,贝V 应重新试验。淬硬

9、层深度的校核：在深度大概确定的情况下，可采用内插法校核在淬硬层深度基准硬度附近的过渡区，硬度梯度近似直线变化 。在零件的垂直截面上，距零 件外表di和d2的位置各打5点建议平行工件外表取点成线，而且di和 d2分别小于和大于确定的淬硬层深度即以确定的硬化层深度为基线，di 靠近零件外表淬硬层方向，d2靠近零件基体方向d2-d1的值不应超过 0.3mm。硬化层深度 CHD=d1+ d2-d1XH1-H3/H1-H2di :小于硬化层深度单位mm d2:大于硬化层深度单位mmH3:规定的硬度值Hi:di处的平均硬度值H2: d2处的平均硬度值 备注：使用内插法时，最好检查紧靠表层下面区域的硬度，如

10、果次外表的 残留奥氏体过多，这一区域的硬度可能低于550HV的极限硬度值。三、钢铁零件外表淬火后的硬度及淬火厚度深度检测方法：有效硬化层深度DS:是指从零件外表到维氏硬度等于极限硬度那一层之 间的距离。极限硬度HVHL:是指零件外表所要求的最低硬度HVMS乘以系数， 通常HV1试验力系数可以选用0.8,也可以选用0.9或者更高如零件外表硬 度320HV，那么极限硬度=320X0.8=256HV。1、试验力的选择通常选用显微维氏硬度计，试验力通常选用HV19.807N,也可选用4.9N-49N范围内。2、检测a、检测应在规定试样外表的一个或者多个区域内进行，并在图纸上注 明。b、检测试样的制备：应在垂直淬硬面切取试样，切断面作为检测面。检测面应做好磨抛处理，使其到达光洁如镜。在切割、磨抛过程中要注意防止工件过热、变 形、出现倒角等。详见技术文章栏目内的?金相试样制备流程?，这里不做过多阐述。C、硬度检测：硬度压痕应当打在垂直于外表的一条或多条平行线上，而且宽度为 1.5mm区域内，最靠近外表的压痕中心与外表的距离为0.15mm,从外表到各逐次压痕中心的距离应每次增加 0.1mm。当外表硬化层深度大时，各 压痕中心的距离可以大一些，但在接近极限硬度区域附近，仍应保持压痕 中心之间的距离为0.1mm。d、测量结果：用垂直外表