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    滲碳層的金相分析

    發布時間:2020-05-07   作者:豐東熱技術   已閱讀:
            金相檢測中滲碳層的金相分析,金相檢測在現代工業生產中應用越來越廣泛,是研究材料的重要手段,金相分析儀器在國內市場中的需求也越來越多。滲碳淬火金相分析是金相分析的一個部分。
            滲碳是將碳元素滲入鋼的表面,使零件表面碳含量增加,隨后通過淬火使表面得到高的硬度,而芯部硬度較低并且具有良好的韌性的低碳馬氏體組織,有固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳,目前主要使用氣體滲碳。
    滲碳金相分析
            過程包含:原材料---預備熱處理—滲碳—淬火回火
            其中預處理有:正火、正火+回火、等溫退火或球化退火
            滲碳淬火主要有滲碳后預冷直接淬火、滲碳后空冷一次淬火、空冷后二次淬火,淬火后進行等溫回火;
            滲碳層深度和有效硬化層深度均為衡量滲碳質量的重要技術指標,
            合金鋼的滲碳層深度=過共析+共析+全部過渡層的深度,且過共析+共析層之和應為總深度的50%;
            碳鋼的滲碳層深度=過共析+共析+1/2過渡層的深度,且過共析+共析層之和不得小于總深度的75%;
            有效硬化層深度為滲碳淬火后硬度達到550HV1的深度,GB/T9450-2005,
            滲碳層深度:重載—1.0-1.5mm,中載荷:0.5-1mm,輕載荷:0.13-0.25mm等

    檢測滲碳層的方法主要有:

    1、金相法:測量過共析+共析+1/2過渡層的深度,
    2、化學剝離法:表層到碳含量為0.4%的距離為滲碳層深度,
    3、淬硬層深度法:測量滲碳淬火回火后的表面到硬度為550HV1處的垂直距離。

    組織分析:

    1、原材料:
    鋼中不允許有較多和較大的非金屬夾雜物,2.5級以下,GB/T10561-2005,
    鋼中不允許有嚴重的帶狀組織,GB/T13299-1991,2級以下,
    2、預熱處理組織檢驗,
    多為正火或者退火,組織為:鐵素體+珠光體,
    合金較高的采用正火+高溫回火,主要組織是回火索氏體,
    3、滲碳緩冷組織:
    ①碳素鋼滲碳緩冷后,滲碳層由表及里的組織為網狀滲碳體+珠光體(過共析層)---珠光體(共析層)----珠光體+鐵素體(過渡層;)
    ②合金滲碳鋼滲碳緩冷或者重新加熱退火,滲層由表及里的組織依次為:球塊狀或條狀及少量網狀碳化物+珠光體(過共析層)------珠光體(共析層)-----珠光體+鐵素體(過渡層);表層碳化物呈現顆粒狀是有益的;
    4、滲碳淬火+低溫回火組織,
    過共析層:高碳回火馬氏體+碳化物+殘留奧氏體,
    共析層:回火馬氏體+殘留奧氏體,
    亞共析層:中低碳回火馬氏體+殘留奧氏體,
    芯部:低碳回火馬氏體,工件較大或者未淬透,亞共析層金額芯部會得到部分托氏體或者索氏體+部分鐵素體組織,
    ①直接淬火:滲碳溫度較高,直接淬火得到的是粗針狀馬氏體和較多的殘留奧氏體,淬火應力較大,容易產生裂紋,一般要后續采用等溫回火,析出部分碳化物,得到細針狀馬氏體+少量的殘余奧氏體,
    ②滲碳后空冷一次淬火:表層是較細的回火針狀馬氏體,少量的殘留奧氏體,少量的顆粒狀的碳化物,芯部是低碳馬氏體,
    ③空冷后二次淬火:二次淬火的目的是消除網狀碳化物及細化組織,滲碳后表層含碳量較高,容易出現網狀碳化物組織,

    缺陷分析:

    1、共析層或者亞共析層出現游離的鐵素體,大片白區存在,
    2、表層產生脫碳或者出現非馬氏體組織,
    3、粗大的馬氏體組織----一般是淬火溫度過高導致的;

    組織評級包含以下結果部分:

    1、馬氏體評級
    采用比較法,GB/T25744-2010進行組織評級(馬氏體級別)
    馬氏體組織評級
    2、殘留奧氏體評級
    殘留奧氏體組織評級
    3、碳化物評級
    碳化物組織評級
    4、表層內氧化層深度
    表層內氧化層深度
    5、芯部組織
    芯部組織
    合金鋼的滲碳層深度=過共析+共析+全部過渡層的深度,且過共析+共析層之和應為總深度的50%;
    碳鋼的滲碳層深度=過共析+共析+1/2過渡層的深度,且過共析+共析層之和不得小于總深度的75%。
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