2. nodaļa Virsmas cietinātā slāņa dziļuma noteikšana
Izmantojot ķīmisko termisko apstrādi (karburēšanas rūdīšana, karbonitridēšanas rūdīšana, nitrīdēšana utt.) vai virsmas termisko apstrādi (indukcijas dzēšana, liesmas dzēšana, elektronu staru dzēšana utt.), kā arī metāla infiltrāciju un nemetālu infiltrāciju, metāla virsma daļas var apstrādāt līdz noteiktam dziļumam. Rūdīts slānis, kas atbilst apkalpošanas prasībām. Pamatojoties uz rūdītā slāņa definīcijas noteikšanu, cietības gradienta metodi var izmantot cietinātā slāņa dziļuma mērīšanai. Ja starp sacietējušo slāni un matricu ir skaidra saskarne, var izmantot arī metalogrāfisko metodi.
Paraugu sagatavošanai jāievēro vispārīgās metalogrāfisko paraugu sagatavošanas prasības (skat. 5. nodaļas 5.1. sadaļu). Paraugs ir jāuzstāda, lai aizsargātu parauga virsmas malu no noslīpēšanas; paraugam ir jābūt normālai erozijai metalogrāfiskai pārbaudei vai, lai saprastu cietības slāņa sadalījumu, izmantojot cietības metodi. Mērot cietību, ieteicams to darīt pulētā stāvoklī.
2.1. Vispārīgi noteikumi virsmas sacietējušā slāņa dziļuma noteikšanai
Konkrētos procesa apstākļos iegūtā sacietējušā slāņa dziļuma noteikšana jāveic saskaņā ar attiecīgo testēšanas standartu un tehnisko protokolu prasībām.
2.1.1. Paraugu atlase un paraugu sagatavošana
Paraugi virsmas sacietējušā slāņa dziļuma mērīšanai ir jāņem no detaļām pēc konkrētā procesa pabeigšanas. Ņemtā platība un daudzums jānorāda procesa dokumentos, un paraugus, kas tiek piegādāti kopā ar krāsni, var atlasīt arī saskaņā ar noteikumiem.
Virsmas cietinātā slāņa dziļums jāmēra šķērsgriezumā, kas ir perpendikulārs rūdītajam slānim. Testa virsmai jāietver viss sacietējušais slānis un daļa no serdes struktūras, un tai jābūt pēc iespējas tuvāk detaļas aksiālajam virzienam vai tehniskajā līgumā noteiktajam laukumam.
Plānas cietinātas kārtas paraugiem var izmantot ķīļveida paraugus, kā parādīts attēlā 2-1. Pakāpju paraugus var izmantot arī, nosakot virsmas rūdītā slāņa dziļuma robežas. Katra pakāpiena parauga pakāpiena augstums ir 0.05 mm vai 0,10 mm, un tā virsma un katra pakāpiena virsma ir jānoslīpē un jāapstrādā, kā parādīts attēlā 2-2.
bilde
2.1.2. Cietības gradienta noteikšana
Cietības metode tiek izmantota, lai noteiktu virsmas rūdītā slāņa dziļumu, kas balstās uz cietības gradienta līkni no virsmas uz iekšpusi.
Cietības gradientu parasti mēra, izmantojot Vickers cietības testeri, bet Knoop cietības mērītāju var izmantot arī saskaņā ar nosacījumiem, par kuriem vienojušās abas līgumslēdzējas puses. Piemērojamais testa spēka diapazons var būt {{0}},9807–9,807 N (0,1–1 kgf).
Cietības gradientu mēra divās vai vairākās vietās pēc vienošanās starp līgumslēdzējām pusēm. Mērījumu rezultāti katrā vietā jāzīmē kā cietības izmaiņu līkne attiecībā pret attālumu no virsmas.
Cietības mērīšanas vieta ir parādīta tabulas metodē attēlā {{0}}. Platumā W 1,5 mm Vickers cietību mēra uz vienas vai vairākām paralēlām līnijām, kas ir perpendikulāras virsmai. Attālumam starp šīm paralēlajām līnijām jāatbilst Vickers cietības testa standarta prasībām. Attālumam (Δd) starp katriem diviem blakus esošajiem ievilkumiem nevajadzētu būt mazākam par ievilkuma diagonāles parastajiem laikiem. Attāluma starpība (d2-d1) starp secīgo ievilkumu centriem un virsmu nedrīkst pārsniegt 0,1 mm. Attāluma mērīšanas precizitātei no ievilkuma centra līdz virsmai jābūt ± 25 μm robežās.
bilde
Pirmā ievilkuma (d1) virsmas attālumam no centra līdz virsmai jābūt vismaz 2,5 reizes lielākam par Vickers cietības ievilkuma diagonāli.
Pamatojoties uz izmērītajiem datiem, var novilkt 2-4 attēlā redzamo līkni un iegūt atbilstošo rūdītā slāņa dziļumu, pamatojoties uz dažādu rūdītā slāņa dziļumu definīcijām.
bilde
2.2. Karburizētā vai karbonitrīdētā tērauda detaļu rūdīta slāņa dziļuma noteikšana
Karburizētā vai karbonitrīdētā tērauda detaļu rūdītā slāņa dziļums (lielāks par 0,3 mm) parasti tiek mērīts, izmantojot metodi, kas norādīta GB/T 9450-2005 "Karburētās daļas dziļuma noteikšana un pārbaude un rūdīts tērauda detaļu slānis". Šī metode Tā ir arī vienīgā šķīrējtiesas metode.
2.2.1. Karburēšanas un rūdīšanas slāņa dziļuma definīcija
GB/T 9450-2005 nosaka, ka vertikālais attālums no detaļas virsmas līdz vietai, kur Vickers cietības vērtība ir 550HV1, ir karburējošā un rūdītā slāņa dziļums. Šo 550HV1 sauc par cietības robežvērtību. Šī definīcija attiecas uz apstrādājamo detaļu, kas ir karburizēta vai karbonizēta un rūdīta, un cietības vērtība rūdītā slāņa dziļumā no virsmas (definēta kā centrs) ir mazāka par 450 HV. Ja punkts ir augstāks par 450 HV, kā robežcietības robeža ir jāizvēlas īpaša vērtība, kas lielāka par 550 HV (ar 25 HV kā pirmo līmeni). Ja kodola cietības vērtība šajā vietā ir 470 HV, cietības robežvērtība jāiestata kā 575 HV. Ja būs cita tehniskā vienošanās, līguma nosacījumi tiks īstenoti.
2.2.2. Sacietējušā slāņa dziļuma noteikšana ar cietības metodi
Izmantojiet slodzi {{0}},9807–9,807 N (parasti izmanto: 0,9807–2,942 N), lai izmērītu cietības gradienta līkni no virsmas līdz iekšpusei. saskaņā ar 2.1. sadaļā ieviesto metodi. Parasti divas vai vairākas cietības līknes jāmēra pozīcijās, par kurām vienojušās abas puses. Nosakiet attālumu no sagataves virsmas, kur cietības vērtība ir noteikta vērtība (piemēram, 550HV vai atbilstošā Knoop cietības vērtība), pamatojoties uz katru līkni, kā parādīts tabulā 2-4 attēlā. Ja starpība starp katru vērtību ir mazāka vai vienāda ar 0,1 mm, vidējā vērtība tiek ņemta par sacietējušā slāņa dziļumu. Ja atšķirība ir lielāka par 0,1 mm, tests ir jāatkārto.
Ar nosacījumu, ka ir aptuveni noteikts karburējošā un rūdītā rūdītā slāņa dziļums, pārbaudei var izmantot interpolācijas metodi. Vietā, kur attālums no virsmas ir mazāks par aprēķināto sacietējušā slāņa dziļumu d1 un lielāks par aplēsto sacietējušā slāņa dziļumu d2
(" no d{{0}} d1 nedrīkst pārsniegt 0,3 mm"). Katrai no tām izmēriet vismaz 5 cietības vērtības (vidējo vērtību). Bildes ir attiecīgi. Sacietējušā slāņa dziļumu (CHD) var iegūt pēc interpolācijas formulas (2-1):
bilde
Formulā d1——attālums no virsmas, kas ir mazāks par sacietējušā slāņa dziļumu;
d2 ———Attālums no virsmas, kas ir lielāks par sacietējušā slāņa dziļumu;
Attēlā - cietības mērījumu vērtību vidējais aritmētiskais pie d1 un d2, kā parādīts attēlā 2-5;
Attēlā - robežcietības vērtība (parasti 550HVI).
bilde
2.2.3. Metode karburēšanas un rūdīšanas sacietējušā slāņa dziļuma mērījuma rezultātu izteikšanai
Atbilstoši cietības testa apstākļiem karburējošā un rūdītā slāņa dziļumu izsaka šādi:
bilde
2.2.4. Metallogrāfiskā metode sacietējušā slāņa karburēšanas un rūdīšanas dziļuma noteikšanai
Mērot sacietējušā slāņa dziļumu ar metalogrāfisko metodi, ieteicams izmantot metalogrāfisko mikroskopu, kurā sacietētā slāņa dziļums aizņem 1/3~2/3 no skata lauka.
Metalogrāfisko metodi parasti mēra uz karburizētā parauga parastā šķērsgriezuma metalogrāfiskās testa virsmas lēnas dzesēšanas (līdzsvara stāvokļa) apstākļos. Nav stingra un vienota nozares standarta konkrētai karburētā un rūdītā slāņa dziļuma aprēķināšanas metodei. Parasti tā pamatā ir izejmateriāls. (Oglekļa tērauds, leģētais tērauds) un tehnoloģiju var iedalīt 3 metodēs, skatiet tabulu 2-1.
bilde
bilde
Nodrošinot, ka sagatavei ir pietiekami dziļa zona ar augstu oglekļa saturu, parasti tiek prasīts, lai oglekļa koncentrācijas gradients karburizētā slāņa pārejas zonā nebūtu pārāk liels, lai palēninātu sprieguma mutāciju starp karburēto slāni un matricu. . Tāpēc parasti ir nepieciešams, lai hipereutektoīdā slāņa un eitektoīda slāņa summa būtu aptuveni 50% līdz 75% no kopējā caurlaidības slāņa.
2.2.5. Sekla karburizēta rūdīta slāņa dziļuma noteikšana
Apstrādājamajām detaļām, kuru rūdīta slāņa dziļums ir mazāks par 0,3 mm, iepriekšminētā metode nav piemērojama, bet GB/T 9451-2005 "Kopējā cietinātā slāņa dziļuma vai plānā rūdītā slāņa efektīvā dziļuma noteikšana tērauda detaļu virsmas slāņi”. noteiktā metode. Šis standarts nosaka, ka attālumu no sacietējušā slāņa, kas mērīts sagataves virsmas vertikālajā virzienā līdz noteiktajai mikrocietības vērtībai, sauc par efektīvo rūdītā slāņa dziļumu, bet attālumu, kas mērīts no sacietējušā slāņa bez būtiskām mikrocietības vērtības izmaiņām, sauc par kopējais sacietējušā slāņa dziļums.
Konkrētā mērīšanas metode un izteiksmes metode ir tāda pati kā GB/T {{0}}, taču Vickers cietības testam izmantotajai slodzei parasti ir jābūt 1,97 N (0,2 kgf) un 2,94 N ( 0,3 kgf).
2.3. Tērauda detaļu nitrētā slāņa dziļuma noteikšana
Tērauda detaļu nitridējošā (nitrokarburizējošā) slāņa dziļuma noteikšana parasti tiek veikta saskaņā ar GB/T 11354-2005 "Tērauda daļas — nitrīdēšanas slāņa dziļuma noteikšana un metalogrāfiskās struktūras pārbaude". Īpašas mērīšanas metodes ietver cietības metodi, metalogrāfisko metodi un lūzuma metodi. Starp tiem cietības metode ir arbitrāžas metode.
2.3.1. Nitrīdēšanas slāņa dziļuma definīcija
Nitridējošā (nitrokarburizējošā) slāņa dziļums ir virsmas savienojuma slāņa un difūzijas slāņa summa.
Noteikts pēc cietības: vertikālais attālums, ko mēra no parauga virsmas līdz punktam, kas ir par 50 HV augstāks par substrāta Vickers cietības vērtību, ir nitrēšanas slāņa dziļums.
Detaļām, kurās oglekļa tērauda vai zema oglekļa satura mazleģētā tērauda nitrētā slāņa cietība mainās ļoti maigi, nitrētā slāņa dziļumu var definēt kā attālumu no virsmas vertikālā virsmas virzienā, kur Vickers cietība ir 30 HV. augstāka par matricas Vikersa cietību. Ja būs cita tehniskā vienošanās, līguma nosacījumi tiks īstenoti.
2.3.2 Nitrīdēšanas slāņa dziļuma noteikšana ar cietības metodi
Nitrīdēšanas slāņa dziļuma mērīšanai izmanto cietības metodi. Vickers cietība tiek izmantota atbilstoši standartam (var izmantot arī Knoop cietību). Pārbaudes spēks ir {{0}},9807~9,807N, un parasti tiek izmantots 0,9807~2,942N.
Nitrēšanas slāņa dziļums ir balstīts uz detaļas pamatnes cietību. Ir nepieciešams, lai 3-punktu cietības vērtību vidējā vērtība (precizitāte līdz 10 cipariem), kas izmērīta 3 reizes lielākā nitrīdēšanas slāņa dziļumā no virsmas, ir izmērītā bāzes cietība.
