热处理检验方法和标准规范Word文件下载.docx
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mm
预载荷/N
总载荷/N
保荷时间/S
布氏硬度
P:
D:
钢球压头直径/mm
140-450HB
(规定P=30D2)
∮10mm钢球
无
29421
10-15
∮5mm钢球
7355
∮2.5mm钢球
1839
4-140HB
(规定P=10D2)
9807
2452
613
洛氏硬度
70-85HBA
120°
金刚石圆锥体
98
588
10
30-100HRB
∮1.588mm钢球
980
20-67HBC
1471
表面洛氏硬度
70-94HR15N
29.4
147.1
42-86HR30N
294.2
20-78HR45N
441.3
常规维氏硬度
总载荷
14-1000HV
136°
金刚石四方角锥体
P分为:
5、10、20、30、50、100/kg
小负荷维氏硬度P:
总载荷分为:
0.2、0.3、0.5、1、2、2.5、3/kg
显微维氏硬度
0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1/kg
3.2测量硬化层深度不同零件表面硬度时,硬度实验办法与实验力普通选取,见表2:
有效硬化层深度
表面硬度测量办法
采用原则
实验力,N
≤0.1
GB4342、GB5030
≤9.807
>
0.1-0.2
GB4340、GB5030
9.807-49.03
0.2-0.4
GB4340
49.03-98.07
GB1818(15N或30N标尺)
147.1或294.2
0.4-0.6
98.07-294.2
GB230(A标尺)
588.4
0.6-0.8
GB230(A或C标尺)
588.4或1471.0
0.8
GB230(C标尺)
1471.0
备注
1、零件图纸硬度标注与实际硬度实验办法相相应
2、硬度测量时,若载圆柱面或球面上测量应按各自原则规定进行硬度值修约。
3.3经不同热解决工艺解决后表面硬度测量办法及其选取,见小表3:
热解决类别
选用原则
铸件与锻件
GB231
普通按GB231测量
正火与退火
GBG230,GB231,GB4340
淬火回火件
GBG230,GB231,GB4340,
GB4341,GB/T13321
普通按GB230(C标尺)测量,调质件可采用GB231小件,薄件按GB4340,GB4341测量
感应淬火件
GBG230,GB1818,GB4340,GB4341,GB/T13321,GB5350
普通按GB230(C标尺)测量,硬化层较浅时可采用GB1818,GB4340,GB5350
渗碳与碳氮共渗件
渗氮件
GB1818,GB4340,GB4341,GB4342,GB/T13321,GB5350
普通按GB4340或GB5350测量,渗氮层不不大于0.3mm时可用GB1818,化合物层硬度按GB4342
氮碳共渗(软氮化)
GB1818,GB4340,GB4342,GB5350
普通按GB4342或GB5350测量
备注:
(1)零件心部或基体硬度,普通按GB230.GB231或GB4340实验办法测量。
(2)若拟定硬度实验办法有几种实验力可供选取时,应选用实验条件容许最大实验力。
4、检查设备与人员:
4.1所有硬度计及原则硬度试块均应在计量部门检定有效期内使用,不容许在无检定合格证书或超过检定有效期使用。
4.2应设立专职检查人员,且经正规培训与考核,具备正式资格证书;
生产线操作人员检查,应经一定培训,在专职检查人员承认或指引下进行。
5、测量数据表达与记录:
5.1硬度值表达应按相应国标硬度试(检)验办法规定,普通以硬度范畴法表达,标出上、下限值,如60-65HRC;
特殊状况液可以只标下限值或上限值,应用不不大于或不不不大于表达,如不不不大于229HBS;
若记录换算硬度值时,应在换算值背面加括号注明实测值【如:
48.5HRC(75.0HRA)】;
若记录硬度平均值时,应在硬度值平均值后米那加括号注明计算平均值所用各测点硬度值【如:
64.0HRC(63.5HRC、64.0HRC、64.5HRC)】
5.2检查报告记录,涉及零件名称、材料、检查数量、检查成果及检查人员与日期。
三、金相实验
金相分析时用金相显微镜观测金属内部构成相及组织构成物内型以及它们相对量、大小、形态及分布等特性。
材料性能取决于内部组织形态,而组织又取决于化学成分及加工工艺,热解决时变化组织重要工艺手段,因而,金相分析是材料及热解决质量检查与控制重要办法。
1、普通金相检查办法原则如下:
GB/T11354-1989
钢铁零件
渗氮层深度测测定和金相组织检查
GB/T9450-1988
钢铁渗碳淬火有效硬化层深度测定与校核
GB/T9451-1988
钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度测定
GB/T5617-1985
钢感应淬火或火焰火后有效硬化层深度参定
JB/T9204-1999
钢件感应淬火金相检查
JB/T9211-1999
中碳钢与中碳合金结合钢马氏体级别
JB/T7710-1995
薄层碳氮共渗或薄层渗碳显微组织检查
GB/T13298-1991
金相显微组织检查办法
GB/T13299-1991
钢显微组织评估办法
GB6394-86
金属平均晶粒度测定法
NJ309-83
内燃机连杆螺栓金相检查原则
NJ326-84
内燃机活塞销
金相检查原则
2、金相试样选用与检查环节:
2.1金相试样选用:
2.1.1纵向取样:
纵向取样是指沿着刚材锻扎方向进行取样。
重要检查内容为:
非金属夹杂物变形限度、晶粒畸变限度、碳化物网、变形后各种组织形貌、热解决全面状况等。
2.1.2横向取样
横向取样指垂直于钢材锻扎方向进行取样。
金属材料从表层到中心组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表面缺陷深度、氧化层深度、腐蚀层深度、表面化学热解决及镀层厚度等。
2.1.3缺陷或失效分析取样:
截取缺陷分析试样,应涉及零件缺陷某些在内;
或在缺陷某些附近正常部位取样进行比较。
为此,普通检查零件最重要项目为表层显微组织观测和硬化层深度测定,应横向取样;
但紧固体螺纹某些渗层检查需要纵向取样。
2.2金相检查环节:
选样——金相切割机(或线切割机)取样—镶嵌机加热镶嵌-磨抛机磨光/抛光-化学腐蚀(通惯用4%硝酸酒精溶液)-金相观测/硬化层深度(或显微硬度)测定-出具检查报告
2.3取样数量:
普通持续式加热炉(如网带炉):
1件/4小时
普通周期式加热炉(如井式炉、箱式炉):
2-3件/炉(装炉夹具不同部位)
(1)金相试样以磨面面积不大于400MM2,高度15-20MM为宜。
(2)试样制备过程中,部容许因受热而导致组织变化,应避免试样边沿浮现圆角并防止变化斜截面试样角度。
3、金相组织观测于鉴别:
3.1渗碳或碳氮共渗:
3.1.1合用于08F、Q235AF、20、20Cr等低碳或低合金钢零件。
3.1.2试样应从渗碳或碳氮共渗零件上切取。
液可用于钢件材质,热解决状态,有效厚度一致,避过经同炉渗碳或碳氮共渗解决试样。
3.1.3薄层碳氮共渗件(层深≤0.3mm),表层碳含量应不低于0.5%,氮含量应不低于0.1%。
薄层渗碳钢件(层深≤0.3mm)表层碳含量应不低于0.5%
3.1.4渗层显微组织评级在淬火状态下进行(放大倍率为400倍)。
3.1.5针状马氏体级别及残存奥氏体级别评估:
当渗层显微组织重要为针状马氏体时,根据JB/T7710-1995原则图谱共分1-5级,其中1-2级合格。
3.1.6板条马氏体级别评估:
当渗层显微组织重要为板条马氏体时,根据JB/T7710-1995原则图谱共分1-5级,其中1-2级合格。
3.1.7渗层(层深≤0.3mm)碳化物级别评估:
根据NJ326-84原则图谱共分1-5级,其中1-3级合格。
3.1.8心部铁素体级别评估:
根据JB/T7710-1995原则图谱共分1-5级,其中普通零件1-4级合格,重要零件1-3级合格。
3.2渗氮或碳氮共渗(软氮化):
3.2.1渗氮前调质组织检查:
3.2.1.1渗氮前调质组织级别(对大工件可在表面2mm深度范畴内检查),根据GB/T11354-1989原则图谱(放大倍率为500倍),回火索氏体中游离体素体数量共分1-5级,其中普通零件1-3级为合格,重要零件1-2级为合格。
3.2.1.2渗氮零件工作面部容许由脱碳层或粗大回火索氏体组织。
3.2.2试样应从渗碳零件上垂直于渗氮表面切取,也可用与零件材料、解决条件、加工精度相似,并经同炉渗氮解决试样;
检查部位应具备代表性,若检查渗氮层脆性试样,表面粗糙度规定>
0.25-0.63mm,但不容许把化合物磨掉。
3.2.2渗氮层脆性检查:
经气体渗氮零件,必要进行脆性检查。
3.2.2.1根据GB/T11354-1989原则图谱(放大倍率为100倍),渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边角碎裂限度共分1-5级,其中普通零件1-3级为合格,重要零件1-2级为合格。
3.2.2.2检查渗氮层脆性,采用维氏硬度计,实验力规定用98.07N(10kgf),加载必要缓慢(在5-9s内完毕),加载后停留5-10s,然后去载荷,同步,每制件至少测3点,其中2点以上处在相似级别时,才干定级,否则,需重新测定一次。
如由特殊状况经关于各方协商,亦可采用49.03N(5kgf)或294.21N(30kgf)实验力,但需按下表4值换算。
实验力(kgf)
压痕级别换算
49.03(5)
1
2
3
4
98.07(10)
5
294.21(30)
3.2.2.3渗氮层脆性应在零件工作部位或随炉试件表面检查,对于渗氮后留由磨量零件也可在磨去加工余量后表面上测定。
3.2.3渗氮层疏松检查:
经氮碳共渗(软氮化)零件,必要进行疏松检查。
根据GB/T11354-1989原则图谱(放大倍率为500倍)取其疏松最严重部位,渗氮层疏松级别按表面化合物内微孔形状、数量、密集限度共分1-5级,其中普通零件1-3级为合格,重要零件1-2级为合格。
3.2.4渗氮扩散层中氮化物检查:
气体渗氮零件必要进行氮化物检查。
根据GB/T11354-1989原则图谱(放大倍率为500倍),去其组织中最差部位,渗氮层中氮化物级别按状况共分1-5级,其中普通零件1-3级合格,重要零件1-2级为合格。
3.3感应淬火:
3.3.1合用于中碳碳素钢(如45钢)和中碳合金钢(如40Cr)机械零件。
3.3.2零件淬火后,表面不应有裂纹,灼伤等缺陷。
3.3.3零件经淬火,低温回火(≤200℃),金相组织按GB/T5617-1985原则共分1-10级,规定如下:
硬度下限≥55HRC时,3-7级为合格。
硬度下限<
55HRC时,3-9级为合格。
4、硬化层深度测定办法:
硬化层深度测定办法分为金相法和硬度法两种,有争议时,以硬度法作为仲裁办法。
测定表面淬火【如感应淬火】、化学热解决【如渗碳、碳氮共渗、渗氮、氮碳共渗(软氮化)】及其她各种表面强化层深度时金相检查重要内容。
依照硬化层深可以分为不不大于0.3mm两种状况。
4.1金相法:
4.1.1层深>
0.3mm表面硬化层测定办法:
从零件表面垂直方向测量到规定某种显微组织边界距离。
测定层深时,各种强化工艺所规定特性组织,见下表5:
强化工艺
材料
特性组织(体积分数)
感应淬火
碳钢、合金钢
淬火后检查,50%M
渗碳、碳氮共渗
退火太检查,50%F+P
渗氮、氮碳共渗
各种钢铁材料
渗氮后或经附加热解决,心部组织
4.1.2层深≤0.3mm表面硬化层测定办法:
从表面垂直方向测量到与基体金属间显微组织没有明显变化处距离,即总硬化层深度。
4.2硬度法:
4.2.1从零件表面垂直方向测量到规定显微硬度硬化层处距离。
测定层深时,各种强化工艺下有效硬化层评估参数,见下表6:
有效硬化层
界限硬度(HV)
推荐实验力/N
国标
DS
0.8HVMS1
9.8(4.9-49)2
GB5617-1985
渗C,CN共渗
DC
550
9.8(4.9-49)
GB9450-1988
渗N,NC共渗(软氮化)
DN
比基体硬度高50
2.94(1.96-19.6)
GB11354-1989
阐明
1HVMS为技术规定规定最低表面硬度
2(
)内数值为容许实验力范畴
4.2.2渗碳和碳氮共渗有效硬化层(DC):
4.2.2.1渗碳和碳氮共渗共渗有效硬化层(DC),经热解决至最后硬度值后,离表面三倍于有效硬化层处硬度不大于450HV零件,可采用比550HV大界限硬度值(以25HV为一级)来测定有效硬化层深度。
图片:
4.2.2.2渗碳或碳氮共渗淬火后,有效硬化层深度:
从零件表面到维氏硬度值为550HV处垂直距离。
测定硬度所采用实验力为9.807N(1kgf);
特殊状况下,经关于各方合同,也可采用4.903N(0.5kgf)范畴实验力,或采用表面洛氏硬度计测定。
4.2.2.3若采用其她实验力或其她界限硬度值时,则应在字母DC后指明,如0.5DC49.03/515,表达采用49.03N(5kgf)实验力测定,界限硬度值为515HV,渗碳层深度为0.5mm。
4.2.3渗氮和氮碳共渗(软氮化)有效硬化层(DN):
4.2.3.1从零件表面测至集体维氏硬度值高50HV处垂直距离为渗氮层深度,对于渗氮层硬度变化很平缓钢件(如碳钢或低碳低合金钢制件),其渗氮层深度可以从试件表面沿垂直方向测至集体维氏硬度值高30HV处。
采用为适应度,实验力规定为3.94N(0.3kgf)。
在3倍左右渗氮层深度距离处所测得硬度值(至少取3点平均)作为实测基体硬度值。
4.2.3.2当渗氮层深度与压痕尺寸不适当时,可由关于各方协商,采用1.96N(0.2kgf)-19.6N(2kgf)范畴内实验力,氮在HV后需注明:
如HV0.2,表达用1.96N(0.2kgf)实验力。
4.2.3.3若采用其她实验力或其她界限硬度值时,则应在字母DN后指明,如0.25DN300HV0.5,表达界限硬度值为300HV,实验力为4.903N(0.5kgf)时,渗氮层深度为0.25mm。
4.2.4感应淬火有效硬化层(DS):
4.2.4.1从零件表面测至0.8HVMS维氏硬度值处垂直距离为感应淬火硬化层深度。
4.2.4.2深度测量办法:
零件经淬火,低温回火后,在维氏硬度实验机上用9.8N实验力,在垂直于零件表面年横截面指定部位进行测量。
经关于各方合同可以采用4.9-49N范畴实验力,其测量办法按GB/T5617执行。
4.2.4.3若采用其她实验力或其她界限硬度值时,则应在字母DS后指明,如DS4.9/0.9=0.6,表达采用4.9N(0.5kgf)实验力测定,界限硬度值采用零件所规定最低表面硬度值0.9倍,测硬化层深度为0.6mm。
4.2.5有效硬化层测定办法:
4.2.5.1原理:
依照垂直于试样表面横截面上硬度梯度来拟定,即硬度值为纵坐标,至表面距离为横坐标,绘制处硬度值随表面距离而变化曲线,如图所示:
H1
H2
HS
d1
DC
d2
到表面距离
有效硬化层计算公式如下:
式中:
HS为规定硬度值。
d1、d2为最接近有效硬化层界限硬度值上下两点距离。
H1、H2分别为d1、d2处硬度测量值。
4.2.5.2测量环节:
在最后热解决后零件横截面上进行,根据GB/T9451-1988原则规定,硬度压痕在指定宽度(W)为1.5mm范畴内,沿与表面垂直一条或多条平行线上进行。
两相邻压痕间距离(S)应不不大于压痕对角线2.5倍。
从表面到各逐次压痕衷心之间距离,每次增长不超过0.1mm(如d2-d1应不大于0.1mm)。
同步,测量表面到各压痕积累距离精度为±
0.5um。
除关于双方由特殊合同外,压痕普通应在9.807N(1kgf)实验力下测出,并用放大400倍左右光学仪器测量。
测量部位应经关于各方协商拟定,并在磨抛过检测面上两条带内进行。
4.4调质:
合用于40Cr、35CrMoA等钢,根据NJ309-83表准图谱(放大倍率为500倍),以最差视场评估,调质解决后集体组织应为回火索氏体,容许有少量铁素体(其含量应不不不大于3%),共分1-5级,其中1-3级合格。
4.5正火:
中碳钢、中碳合金钢(如40Cr)正火后金相组织为均匀分布铁素体+片状珠光体,依照GB/T6394-86原则图谱(放大倍率100倍),其晶粒度级别共分1-10级,其中5-8级合格。
5、检查人员:
应设立专职检查人员,且经正规培训与考核,具备正式资格证书。
6、检查记录:
检查报告记录,涉及零件名称、件号、材料、检查数量、检查成果及检查人员与日期。
四、热解决过程控制:
热解决过程中质量控制,事实上是贯彻热解决有关原则过程,涉及热解决设备及仪表哦那个之、工艺材料及槽液控制、工艺过程控制等,只有严格执行原则,加强工艺纪律,才干将热解决缺陷消灭在质量形成过程中,获得高质量热解决零件。
1、有关热解决工艺及质量控制规定原则
GB/T16923-1997
钢正火与退火解决;
GB/T16924-1997
钢淬火和回火解决;
GB/T18177-1997
钢气体渗氮;
JB/T3999-1999
钢件渗碳与碳氮共渗淬火回火;
JB/T4155—1999
气体氮碳共渗;
JB/T9201—1999
钢铁件感应淬火回火解决
JB/T6048—1992
盐浴热解决;
JB/T10175—
热解决质量控制规定
2、加热设备及仪表规定:
2.1、加热设备规定:
2.1.1加热炉需按有效加热区保温精度(炉温均与性)规定分为六类,其控温精度、仪表精度和记录纸刻度等规定,见下表7:
加热炉类别
有效加热区精度℃
控温精度℃
记录仪表精度%
记录纸刻度℃/mm
Ⅰ
±
0.2
≤2
Ⅱ
1.5
0.5
≤4
Ⅲ
≤5
Ⅳ
15
8
≤6
Ⅴ
20
≤8
Ⅵ
25
≤10
容许用修改量程办法提高辨别力
根据有关热解决工艺原则,详细热解决工艺对加热炉技术规定,见下表8:
工艺类型
有效加热区保温精度
℃
25(外法兰正火应控制在±
15)
淬火与回火
渗碳、氮碳共渗、碳氮共渗(软氮化)
渗氮
2.1.2加热炉每个加热区至少有两支热电偶,一支记录仪表,安放在有效加热区,另一支接控温仪表。
其中一种仪表应具备报警功能。
2.1.3每台加热炉必要定期检测有效加热区,检测办法按GB/T9452和JB/T6049规定,其保温精度应符合表7规定。
应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图检查合格证。
加热炉只能在有效加热区检查合格证规定有效期内使用,检测周期见下表9:
有效加热区检测周期
仪表检定周期
6
12
2.1.4现场使用温度测量系统,在正常使用状态下定期做系统效验。
效验时,检测热电偶与登记表热电偶热距离应接近。
校验应在加热炉处在热稳定状态下进行,当超过上述容许温度偏差时,应查明因素排除或进行修正。
系统效验容许温
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