钢铁零件表面淬火后的硬化层深度检测方法
1. 适用范围
(1)感应淬火或火焰加热淬火后有效硬化层深度(DS)是指从零件表面到维氏硬度等于检限硬度的那一层之间的距离。
(2)极限硬度(HVHL)是零件表面所要求的最低硬度(HVMS)的函数,由下式求出:
HVHL=0.8×HVMS
式中 HVHL——根限硬度;
HVMS——零件表面要求的最低硬度。
经协议,也可采用较高的极限硬度值,即公式中系数0.8可改变。
经协议,也可采用表面洛氏硬度法(N标尺)检测。目前国内首选仪器为沈阳天星生产的便携式表面洛氏硬度计。
极限硬度值与表面硬度有关。极限硬度值可根据测得的最低表面硬度按下表界定:
表面淬火极限硬度值
极限硬度值 HV | 最低表面硬度 | |||||
HRA | HR 15N | HR 30N | HR 45N | HV | HRC | |
250 275 300 350 375 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 | 65~70 68 69~70 72~73 74 76 77 78 79 80 81 82 - 83 - 84 | 75~76 77~78 79 82~83 84 86 87 88 89 - 90 - 91 - 92 - | 51~53 54~55 56~58 63~64 65~66 69~70 71 72~73 74 75~76 77 78 79 80 81 82 | 32~35 36~38 39~41 47~49 50~52 55~57 58~59 60~61 62~63 64~65 66~67 68 69 70 71~72 73 | 300~330 335~355 360~385 425~455 460~480 520~545 550~575 580~605 610~635 640~665 670~705 710~730 735~765 770~795 800~835 840~865 | 32~33 34~36 37~38 43~45 46~47 50~51 52~53 54 55~56 57 58~59 60 61~62 63 64 65 |
2. 检测力选择
用维氏硬度计时,检测力规定为9.807N(1 kgf),经协议,也可以采用4.9N(0.5 kgf)至49N(5kgf)范围内的检测办。
3. 检测
(1)检测应在各方协议规定的表面上的一个或多个区域内进行,并且要在图纸上标明。
(2)常规应在淬火状态的零件横截面上进行检测。如不能用原零件时,可按规定在随炉带试样上进行检测。
(3)检测的准备。应在垂直淬硬面切取试样,切断面作为检测面。检测面应抛光至成光洁镜面。在切断和抛光过程中注意不因温度、变形等影响检测面的硬度。不可使边缘形成圆角。
(4)硬度检测。硬度压痕应当打在垂直于表面的一条或多条平行线上,而且宽度为1.5mm区域内,最靠近表面的压痕中心与表面的距离(d1)为0.15mm,从表面到各逐次压痕中心之间的距离应每次增加0.1mm(例如,d2-d1应为0.1mm)。当表面硬化层深度大时,压痕中心之间的距离可以大一些,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(详见下图)。
(5)测量结果。用垂直表面横截面上的硬度变化曲线来确定有效硬化深度。由绘制的硬度变化曲线,确定出从零件表面到硬度值等于极限硬度的距离,这个距离就是感应淬火或火焰淬火后的有效硬化层深度。
一个区域有多条硬度变化曲线时,应取各曲线测得的硬化层深度的算术平均值,作为有效硬化层深度。
4. 结果表示
有效硬化层深度用字母“DS”表示,深度单位为mm。
例如:硬化层为0.5mm,可写成DS=0.5。
经协议,如检测力不是采用9.807N(1kgf),极限硬度值也有改变(系数采用0.9)时,结果要在字母DS后面写出下标。
例如:选定检测力的4.9N(0.5kgf),极限硬度值采用零件所要求的最低表面硬度值0.09倍,测得硬化层深度为0.6mm,可写成DS4.9/0.9=0.6。
4. 表面淬火有效硬化层深度分级和相应上偏差,见下表。
表面淬火有效硬化层深度分级和相应的上偏差
最小有效硬度层深度(DS) | 上偏差 | |
感应淬火 | 火焰淬火 | |
0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.3 1.6 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 | 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.1 1.3 1.6 1.85 2.0 2.5 3.0 | - - - - - - - 2.0 2.0 2.0 2.0 2.5 3.0 |