Poglavlje 2 Određivanje dubine površinski kaljenog sloja
Kemijskom termičkom obradom (gašenje ugljenikom, gašenje karbonitriranjem, nitriranje, itd.) ili površinskom toplinskom obradom (indukcijsko gašenje, gašenje plamenom, gašenje elektronskim snopom, itd.), kao i infiltracijom metala i infiltracijom nemetala, površina metala dijelovi se mogu obraditi do određene dubine. Očvrsli sloj koji odgovara servisnim zahtjevima. Polazeći od pretpostavke određivanja definicije očvrslog sloja, metoda gradijenta tvrdoće može se koristiti za mjerenje dubine očvrslog sloja. Kada postoji jasna granica između očvrslog sloja i matrice, može se koristiti i metalografska metoda.
Za pripremu uzoraka treba se pridržavati općih zahtjeva za pripremu metalografskih uzoraka (vidi Poglavlje 5, odjeljak 5.1). Uzorak je potrebno montirati kako bi se površinski rub uzorka zaštitio od zakošenja; potrebno je da uzorak bude normalno erodiran za metalografsko ispitivanje ili da bi se razumjela raspodjela sloja tvrdoće kada se koristi metoda tvrdoće. Prilikom mjerenja tvrdoće preporučuje se da se to radi u uglačanom stanju.
2.1 Opća pravila za određivanje dubine površinski očvrslog sloja
Određivanje dubine očvrslog sloja dobijenog u specifičnim procesnim uslovima treba izvršiti u skladu sa zahtjevima relevantnih standarda ispitivanja i tehničkih protokola.
2.1.1 Odabir uzorka i priprema uzorka
Uzorke za mjerenje dubine površinsko očvrslog sloja treba uzeti iz dijelova nakon završenog specifičnog procesa. Područje i količina uzete treba navesti u procesnim dokumentima, a uzorci koji se isporučuju uz peć mogu se odabrati i prema propisima.
Dubina površinsko očvrslog sloja treba se mjeriti na poprečnom presjeku okomitom na očvrsnuti sloj. Ispitna površina treba da obuhvati ceo očvrsnuti sloj i deo strukture jezgra, i treba da bude što je moguće bliže aksijalnom pravcu dela ili područja navedenog u tehničkom sporazumu.
Za uzorke tankog očvrslog sloja mogu se koristiti klinasti uzorci, kao što je prikazano na slici 2-1. Koračni uzorci se također mogu koristiti pri određivanju granica dubine površinski očvrslog sloja. Visina svake stepenice uzorka stepenica je 0.05 mm ili 0,10 mm, a njegova površina i svaka površina stepenica moraju biti brušene i obrađene, kao što je prikazano na slici 2-2.
slika
2.1.2 Određivanje gradijenta tvrdoće
Metoda tvrdoće se koristi za određivanje dubine površinsko očvrslog sloja, koja se zasniva na krivulji gradijenta tvrdoće od površine prema unutra.
Gradijent tvrdoće se obično meri pomoću Vickersovog testera tvrdoće, ali se i Knoop tester tvrdoće može koristiti pod uslovima dogovorenim od strane obe strane u ugovoru. Primjenjivi opseg ispitne sile može biti {{0}}.9807~9.807N (0.1~1kgf).
Gradijent tvrdoće se mjeri na dvije ili više lokacija po dogovoru između ugovornih strana. Rezultate mjerenja na svakoj lokaciji treba nacrtati kao krivulju promjene tvrdoće u odnosu na udaljenost od površine.
Položaj mjerenja tvrdoće prikazan je metodom tabele na slici {{0}}. Unutar širine W od 1,5 mm, Vickersova tvrdoća se mjeri na jednoj ili više paralelnih linija okomitih na površinu. Udaljenost između ovih paralelnih linija treba da bude u skladu sa zahtjevima standarda za ispitivanje tvrdoće po Vickersu. Udaljenost (Δd) između svaka dva susjedna udubljenja ne smije biti manja od normalnih vremena dijagonale udubljenja. Razlika udaljenosti (d2-d1) između centara uzastopnih udubljenja i površine ne smije biti veća od 0,1 mm. Preciznost mjerenja udaljenosti od centra udubljenja do površine treba biti unutar ± 25 μm.
slika
Udaljenost od centra do površine prvog udubljenja (d1) na površini treba biti najmanje 2,5 puta veća od dijagonale udubljenja po Vickers tvrdoći.
Na osnovu izmjerenih podataka može se nacrtati kriva prikazana na slici 2-4, a odgovarajuća dubina očvrslog sloja može se dobiti na osnovu definicija različitih dubina očvrslog sloja.
slika
2.2 Određivanje dubine ugljičenog ili karbonitridiranog kaljenog kaljenog sloja čeličnih dijelova
Dubina ugljičenog ili karbonitridiranog kaljenog kaljenog sloja čeličnih dijelova (veća od 0.3 mm) se općenito mjeri metodom specificiranom u GB/T 9450-2005 "Određivanje i provjera dubine karburiziranog i kaljeni kaljeni sloj čeličnih delova". Ova metoda To je ujedno i jedina metoda arbitraže.
2.2.1 Definicija dubine karburiziranja i kaljenja očvrslog sloja
GB/T 9450-2005 propisuje da je vertikalno rastojanje od površine dijela do tačke gdje je vrijednost tvrdoće po Vickersu 550HV1 dubina očvrslog sloja za pougljičenje i gašenje. Ovaj 550HV1 se naziva granična vrijednost tvrdoće. Ova definicija se odnosi na radni komad koji je karburiziran ili karbonitridiran i kaljen, a vrijednost tvrdoće na dubini kaljenog očvrslog sloja od površine (definirana kao centar) je manja od 450HV. Kada je tačka viša od 450HV, specifičnu vrijednost veću od 550HV (sa 25HV kao prvim nivoom) treba odabrati kao graničnu tvrdoću. Ako je vrijednost tvrdoće jezgra na ovoj lokaciji 470HV, granična vrijednost tvrdoće treba biti postavljena na 575HV. Ako postoji drugi tehnički sporazum, odredbe sporazuma će se implementirati.
2.2.2 Određivanje dubine očvrslog sloja metodom tvrdoće
Koristite opterećenje od {{0}}.9807~9.807N (obično korišteno: 0.9807~2.942N) za mjerenje krivulje gradijenta tvrdoće od površine prema unutra prema metodi uvedenoj u Odjeljku 2.1. Općenito, dvije ili više krivulja tvrdoće treba mjeriti na pozicijama koje su dogovorile obje strane. Odredite udaljenost od površine obratka gdje je vrijednost tvrdoće definirana vrijednost (kao što je 550HV ili odgovarajuća vrijednost tvrdoće po Knoopu) na osnovu svake krive, kao što je prikazano u tabeli na slici 2-4. Kada je razlika između svake vrijednosti manja ili jednaka 0,1 mm, prosječna vrijednost se uzima kao dubina očvrslog sloja. Ako je razlika veća od 0,1 mm, test treba ponoviti.
Pod uslovom da je dubina očvrslog sloja za naugljičenje i kaljenje grubo određena, za verifikaciju se može koristiti metoda interpolacije. Na poziciji gdje je udaljenost od površine manja od procijenjene dubine očvrslog sloja d1 i veća od procijenjene dubine očvrslog sloja d2
(" od d{{0}} d1 ne bi trebalo da prelazi 0,3 mm"). Izmjerite najmanje 5 vrijednosti tvrdoće (prosječne vrijednosti) na svakoj od njih. Slike su respektivno. Dubina očvrslog sloja (CHD) može se dobiti prema interpolacijskoj formuli (2-1):
slika
U formuli, d1——udaljenost od površine koja je manja od dubine očvrslog sloja;
d2 ———Udaljenost od površine koja je veća od dubine očvrslog sloja;
Slika - aritmetička sredina vrijednosti mjerenja tvrdoće na d1 i d2, kao što je prikazano na slici 2-5;
Slika - granična vrijednost tvrdoće (obično 550HVI).
slika
2.2.3 Metoda za izražavanje rezultata mjerenja dubine karburizacije i kaljenja očvrslog sloja
Prema uslovima ispitivanja tvrdoće, dubina ugljičenog i kaljenog očvrslog sloja izražava se na sljedeći način:
slika
2.2.4 Metalografska metoda za određivanje dubine karburizacije i kaljenja očvrslog sloja
Prilikom mjerenja dubine očvrslog sloja metalografskom metodom preporučuje se upotreba metalografskog mikroskopa u kojem dubina očvrslog sloja zauzima 1/3~2/3 vidnog polja.
Metalografska metoda se općenito mjeri na metalografskoj ispitnoj površini normalnog poprečnog presjeka karburiziranog uzorka pod uvjetima sporog hlađenja (ravnotežno stanje). Ne postoji strogi i jedinstveni industrijski standard za specifičnu metodu proračuna dubine naugljičenog i kaljenog očvrslog sloja. Uglavnom se zasniva na sirovini. (ugljični čelik, legirani čelik) i tehnologija se mogu podijeliti u 3 metode, vidi tabelu 2-1.
slika
slika
Dok se osigurava da radni komad ima dovoljno duboku zonu s visokim udjelom ugljika, također je općenito potrebno da gradijent koncentracije ugljika u prijelaznoj zoni naugljičenog sloja ne bude prevelik da uspori mutaciju napona između naugljičenog sloja i matrice. . Stoga je općenito potrebno da zbir hipereutektoidnog sloja i eutektoidnog sloja čini približno 50% do 75% ukupnog sloja propusnosti.
2.2.5 Određivanje plitke dubine ugljenisanog očvrslog sloja
Za izratke sa karburiziranim (karbonitriranjem) kaljenog sloja dubine ispod 0.3mm, gornja metoda nije primjenjiva, ali GB/T 9451-2005 "Određivanje ukupne dubine očvrslog sloja ili efektivne dubine očvrslog sloja tankog treba koristiti površinske slojeve čeličnih dijelova". propisanom metodom. Ovaj standard propisuje da se udaljenost od očvrslog sloja mjerena u vertikalnom smjeru površine obratka do određene vrijednosti mikrotvrdoće naziva efektivna dubina očvrslog sloja, a udaljenost mjerena od očvrslog sloja bez značajnije promjene vrijednosti mikrotvrdoće naziva se ukupna dubina očvrslog sloja.
Specifična metoda mjerenja i metoda izražavanja su isti kao GB/T {{0}}, ali opterećenje koje se koristi za ispitivanje tvrdoće po Vickersu bi općenito trebalo biti 1,97N (0.2kgf) i 2,94N ( 0,3 kgf).
2.3 Određivanje dubine nitriranog sloja čeličnih dijelova
Određivanje dubine sloja nitriranja (nitrougljikovanja) čeličnih dijelova općenito se provodi u skladu sa GB/T 11354-2005 "Čelični dijelovi - Određivanje dubine sloja nitriranja i kontrola metalografske strukture". Specifične metode mjerenja uključuju metodu tvrdoće, metalografsku metodu i metodu loma. Među njima, metoda tvrdoće je metoda arbitraže.
2.3.1 Definicija dubine sloja nitriranja
Dubina sloja nitriranja (nitrougljikovanja) je zbir sloja površinskog spoja i difuzijskog sloja.
Definirano tvrdoćom: Vertikalna udaljenost mjerena od površine uzorka do tačke 50HV veće od vrijednosti tvrdoće po Vickersu podloge je dubina sloja za nitriranje.
Za dijelove kod kojih se tvrdoća nitriranog sloja od ugljičnog čelika ili niskougljičnog niskolegiranog čelika mijenja vrlo nježno, dubina nitriranog sloja može se definirati kao udaljenost od površine duž vertikalnog smjera površine gdje je tvrdoća po Vickersu 30HV veća od Vickersove tvrdoće matrice. Ako postoji drugi tehnički sporazum, odredbe sporazuma će se implementirati.
2.3.2 Određivanje dubine sloja nitriranja metodom tvrdoće
Metoda tvrdoće se koristi za mjerenje dubine sloja za nitriranje. Tvrdoća po Vickersu se koristi po standardu (može se koristiti i Knoop tvrdoća). Testna sila je {{0}}.9807~9.807N, a obično se koristi 0.9807~2.942N.
Dubina sloja za nitriranje je zasnovana na osnovnoj tvrdoći dijela. Potrebno je da prosječna vrijednost (precizna do 10 cifara) 3-vrijednosti tačke tvrdoće izmjerene na 3 puta dubini sloja za nitriranje od površine bude izmjerena osnovna tvrdoća.
