Peatükk 2 Pinna kõvastunud kihi sügavuse määramine
Keemilise kuumtöötlemise (karburiseeriv karastamine, karbonitriidiga kustutamine, nitridimine jne) või pinnakuumtöötluse (induktsioonkarastamine, leekkustutamine, elektronkiirtega kustutamine jne), samuti metallide infiltratsiooni ja mittemetallide infiltratsiooni teel metalli pind osi saab töödelda teatud sügavuseni. Karastatud kiht, mis vastab teenindusnõuetele. Karastatud kihi määratluse määramise eeldusel saab kõvadusgradiendi meetodit kasutada karastatud kihi sügavuse mõõtmiseks. Kui kõvastunud kihi ja maatriksi vahel on selge liides, võib kasutada ka metallograafilist meetodit.
Proovikehade ettevalmistamisel tuleks järgida metallograafiliste proovide valmistamise üldnõudeid (vt 5. peatükk, punkt 5.1). Näidis peab olema paigaldatud, et kaitsta proovi pinna serva faasimise eest; proov tuleb metallograafiliseks testimiseks või kõvaduse meetodi kasutamisel kõvaduskihi jaotuse mõistmiseks normaalselt erodeerida. Kõvaduse mõõtmisel on soovitatav seda teha poleeritud olekus.
2.1 Pinnakarastatud kihi sügavuse määramise üldreeglid
Konkreetsetes protsessitingimustes saadud kõvastunud kihi sügavuse määramine peaks toimuma asjakohaste katsestandardite ja tehniliste protokollide nõuete kohaselt.
2.1.1 Proovi valimine ja proovide ettevalmistamine
Proovid pinnakarastatud kihi sügavuse mõõtmiseks tuleks osadelt võtta pärast konkreetse protsessi lõppu. Võetud pindala ja kogus tuleks täpsustada protsessi dokumentides, samuti saab ahjuga tarnitavaid proove valida vastavalt eeskirjadele.
Pindkarastatud kihi sügavust tuleb mõõta kivistunud kihiga risti oleva ristlõikega. Katsepind peab hõlmama kogu kõvastunud kihti ja osa südamiku struktuurist ning olema võimalikult lähedal detaili teljesuunale või tehnilises kokkuleppes määratud alale.
Õhukese kõvakihiga proovide puhul võib kasutada kiilukujulisi proove, nagu on näidatud joonisel 2-1. Pinnakarastatud kihi sügavuse piiride määramisel saab kasutada ka astmeproove. Astmeproovi iga astme kõrgus on 0.05 mm või 0,10 mm ning selle pind ja iga astme pind tuleb lihvida ja töödelda, nagu on näidatud joonisel 2-2.
pilt
2.1.2 Kõvadusgradiendi määramine
Pinnakarastatud kihi sügavuse määramiseks kasutatakse kõvadusmeetodit, mis põhineb kõvaduse gradiendi kõveral pinnalt sissepoole.
Kõvadusgradienti mõõdetakse tavaliselt Vickersi kõvadusmõõturiga, kuid mõlema lepingupoole vahel kokku lepitud tingimustel saab kasutada ka Knoopi kõvadusmõõturit. Kohaldatav katsejõu vahemik võib olla {{0}},9807–9,807N (0,1–1 kgf).
Kõvadusgradienti mõõdetakse kahes või enamas kohas kokkuleppel osapoolte vahel. Mõõtmistulemused igas kohas tuleks joonistada kõvaduse muutuse kõverana pinnast kauguse suhtes.
Kõvaduse mõõtmise asukoht on näidatud tabelimeetodil joonisel {{0}}. Laiuse W 1,5 mm piires mõõdetakse Vickersi kõvadust ühel või mitmel paralleelsel joonel, mis on pinnaga risti. Nende paralleelsete joonte vaheline kaugus peaks vastama Vickersi kõvaduse testi standardi nõuetele. Kahe kõrvuti asetseva taande vaheline kaugus (Δd) ei tohiks olla väiksem kui taande diagonaali normaalaeg. Vahemaa vahe (d2-d1) järjestikuste süvendite keskpunktide ja pinna vahel ei tohiks ületada 0,1 mm. Süvendi keskpunkti ja pinna vahelise kauguse mõõtmise täpsus peaks olema ± 25 μm.
pilt
Esimese taande (d1) pinna keskpunkti ja pinna vaheline kaugus peaks olema vähemalt 2,5 korda suurem kui Vickersi kõvaduse taande diagonaal.
Mõõdetud andmete põhjal saab joonestada joonisel 2-4 kujutatud kõvera ning erinevate karastatud kihi sügavuste definitsioonide põhjal saab vastava karastatud kihi sügavuse.
pilt
2.2 Karburiseeritud või karbonitreeritud terasest osade karastatud karastatud kihi sügavuse määramine
Karbureeritud või karbonitreeritud terasest osade karastatud karastatud kihi sügavust (suurem kui 0,3 mm) mõõdetakse üldiselt GB/T 9450-2005 "Karbureeritud kihi sügavuse määramine ja kontrollimine" kirjeldatud meetodil. ja karastatud karastatud terasosade kiht". See meetod See on ka ainus arbitraažimeetod.
2.2.1 Karburiseeriva ja karastatud karastatud kihi sügavuse määratlus
GB/T 9450-2005 näeb ette, et vertikaalne kaugus detaili pinnast punktini, kus Vickersi kõvadus on 550HV1, on karburiseeriva ja karastatud karastatud kihi sügavus. Seda 550HV1 nimetatakse kõvaduse piirväärtuseks. See määratlus kehtib töödeldava detaili kohta, mis on karbureeritud või karbonitreeritud ja karastatud ning kõvadusväärtus karastatud karastatud kihi sügavusel pinnast (defineeritud kui keskpunkt) on väiksem kui 450 HV. Kui punkt on kõrgem kui 450 HV, tuleks piirkõvadeks valida konkreetne väärtus, mis on suurem kui 550 HV (esimese tasemena 25 HV). Kui südamiku kõvaduse väärtus selles kohas on 470 HV, tuleks kõvaduse piirväärtuseks määrata 575 HV. Muu tehnilise kokkuleppe olemasolul rakendatakse lepingus sätestatut.
2.2.2 Karastatud kihi sügavuse määramine kõvadusmeetodil
Kasutage kõvaduse gradiendi kõvera mõõtmiseks pinnast sissepoole koormust {{0}},9807-9,807N (tavaliselt kasutatav: 0,9807-2,942N). vastavalt punktis 2.1 toodud meetodile. Üldiselt tuleks mõlema poole vahel kokku lepitud kohtades mõõta kahte või enamat kõvaduskõverat. Määrake iga kõvera põhjal kaugus tooriku pinnast, kus kõvaduse väärtus on määratletud väärtus (nt 550HV või vastav Knoopi kõvaduse väärtus), nagu on näidatud joonisel 2-4 olevas tabelis. Kui iga väärtuse erinevus on väiksem või võrdne 0,1 mm, võetakse kõvastunud kihi sügavuseks keskmine väärtus. Kui erinevus on suurem kui 0,1 mm, tuleb testi korrata.
Tingimusel, et karburiseeriva ja karastava karastatud kihi sügavus on ligikaudselt määratud, saab kontrollimiseks kasutada interpolatsioonimeetodit. Asendis, kus kaugus pinnast on väiksem kui hinnanguline karastatud kihi sügavus d1 ja suurem kui hinnanguline karastatud kihi sügavus d2
(D{{0}} d1 " ei tohiks ületada 0,3 mm"). Mõõtke igaühel vähemalt 5 kõvaduse väärtust (keskmist väärtust). Pildid on vastavalt. Karastatud kihi sügavuse (CHD) saab vastavalt interpolatsioonivalemile (2-1):
pilt
Valemis d1——kaugus pinnast, mis on väiksem kui kõvastunud kihi sügavus;
d2 ———Kaugus pinnast, mis on suurem kui kõvastunud kihi sügavus;
Pilt – kõvaduse mõõtmise väärtuste aritmeetiline keskmine d1 ja d2 juures, nagu on näidatud joonisel 2-5;
Pilt – kõvaduse piirväärtus (tavaliselt 550HVI).
pilt
2.2.3 Karburiseerimise ja karastamise karastatud kihi sügavuse mõõtmise tulemuste väljendamise meetod
Karburiseeriva ja karastatud karastatud kihi sügavust väljendatakse vastavalt kõvaduse katsetingimustele järgmiselt:
pilt
2.2.4 Metallograafiline meetod karastatud kihi karburiseerimise ja karastamise sügavuse määramiseks
Karastatud kihi sügavuse mõõtmisel metallograafilisel meetodil on soovitatav kasutada metallograafilist mikroskoopi, milles kivistunud kihi sügavus võtab enda alla 1/3~2/3 vaateväljast.
Metallograafilist meetodit mõõdetakse üldiselt karburiseeritud proovi normaalse ristlõike metallograafilisel katsepinnal aeglase jahutamise (tasakaaluseisundi) tingimustes. Karburiseeritud ja karastatud karastatud kihi sügavuse spetsiifilise arvutusmeetodi jaoks pole ranget ja ühtset tööstusstandardit. See põhineb üldiselt toorainel. (Süsinikteras, legeerteras) ja tehnoloogia võib jagada kolmeks meetodiks, vt tabel 2-1.
pilt
pilt
Tagades, et toorikul on piisavalt sügav süsinikdioksiidisisaldusega tsoon, on üldiselt nõutav ka see, et süsiniku kontsentratsiooni gradient karbureeritud kihi üleminekutsoonis ei oleks liiga suur, et aeglustada pingemutatsiooni karbureeritud kihi ja maatriksi vahel. . Seetõttu on üldiselt nõutav, et hüpereutektoidkihi ja eutektoidkihi summa moodustaks ligikaudu 50% kuni 75% kogu läbilaskvuskihist.
2.2.5 Madala karbureeritud karastatud kihi sügavuse määramine
Toorikute puhul, mille karastatud kihi sügavus on alla 0,3 mm, ei ole ülaltoodud meetod rakendatav, kuid GB/T 9451-2005 "Kõvenenud kihi kogusügavuse või õhukese kõvastunud kihi efektiivse sügavuse määramine terasosade pinnakihte" tuleks kasutada. ettenähtud meetod. See standard näeb ette, et tooriku pinna vertikaalsuunas mõõdetud kaugust kõvastunud kihist kuni määratud mikrokõvaduse väärtuseni nimetatakse karastatud kihi efektiivseks sügavuseks ja kaugust, mis mõõdetakse kivistunud kihist ilma mikrokõvaduse väärtuse olulise muutumiseta, nimetatakse kogu karastatud kihi sügavus.
Konkreetne mõõtmismeetod ja väljendusmeetod on samad, mis GB/T {{0}}, kuid Vickersi kõvaduse testis kasutatav koormus peaks üldiselt olema 1,97N (0.2kgf) ja 2,94N ( 0,3 kgf).
2.3 Terasdetailide nitridkihi sügavuse määramine
Terasest osade nitrideeriva (nitrokarburiseeriva) kihi sügavuse määramine toimub üldiselt vastavalt GB/T 11354-2005 "Terasosad – nitriidikihi sügavuse määramine ja metallograafilise konstruktsiooni kontroll" järgi. Spetsiifilised mõõtmismeetodid hõlmavad kõvaduse meetodit, metallograafilist meetodit ja purunemismeetodit. Nende hulgas on kõvaduse meetod arbitraažimeetod.
2.3.1 Nitriidikihi sügavuse määratlus
Nitriidi (nitrokarburiseeriva) kihi sügavus on pinnase ühendikihi ja difusioonikihi summa.
Määratletakse kõvaduse järgi: vertikaalne kaugus, mõõdetuna proovi pinnast punktini, mis on 50 HV võrra kõrgem kui substraadi Vickersi kõvadus, on nitridimiskihi sügavus.
Osade puhul, kus süsinikterase või madala süsinikusisaldusega vähelegeeritud terase nitridkihi kõvadus muutub väga õrnalt, võib nitreeritud kihi sügavust määratleda kaugusena pinnast piki vertikaalset pinnasuunda, kus Vickersi kõvadus on 30 HV kõrgem kui maatriksi Vickersi kõvadus. Muu tehnilise kokkuleppe olemasolul rakendatakse lepingus sätestatut.
2.3.2 Nitriidikihi sügavuse määramine kõvaduse meetodil
Nitriidikihi sügavuse mõõtmiseks kasutatakse kõvaduse meetodit. Vickersi kõvadust kasutatakse vastavalt standardile (võib kasutada ka Knoop kõvadust). Katsejõud on {{0}},9807-9,807N ja tavaliselt kasutatakse 0,9807-2,942N.
Nitriidikihi sügavus sõltub detaili aluse kõvadusest. Nõutav on, et nitriidikihi pinnast kolmekordsel sügavusel mõõdetud 3-punkti kõvaduse väärtuste keskmine väärtus (täpsusega 10 numbrit) oleks mõõdetud baaskõvadus.
