大型锻件渗碳质量检验标准及验收方法

       渗碳、淬火和回火后的质量验收是根据大锻件的技术要求,完整的大锻件渗碳淬火技术要求包括:表面硬度,心部硬度,有效硬化层深度,表面碳化物等级,表面和心部金相组织,晶粒度,还有表面碳浓度和渗层浓度梯度,后二项一般很少单纯作产品检查,把它放在上述各项具体指标中验收。后二项只是在调整渗碳工艺时使用。

       其中有效硬化层深度(即渗碳层深度)和晶粒度是在渗碳后试样上检查,表面碳化物级别,表面和心部金相组织和硬度足在淬火同炉试样上检查,表面硬度则是在淬火回火后锻件指定表面上检查。

       除了上述一些定量性能指标检查外,还有一些要求只能在执行工艺的记录来检查,如表面残余压应力只能检查淬火终冷温度的变化;渗碳层深度和浓度的均匀性只能检查炉温均匀性。

       渗碳层深度的检查有二种标准和三种检查方法。二种标准是:一种以渗碳层碳浓度到0.45%C为深度。这是老的标准。另一种是以测量硬度到HV550结束的深度作为渗层深度,称为有效硬化层深度,这是目前国际上通用标准。


锻件


       深度测定方法:其一是采用幻10mm试样同炉渗碳淬火后切断观察和测量截面渗层,(不同晶粒,不同回火颜色,用放大镜看)。其二是将试样退火后切断、拋光、腐蚀看100倍金相,测量到铁素体析出区(过渡区)的1/2地方为渗层深度。相当于0.45%C深度。当然最准确的渗碳层深度是试样剥层化学分析。

       有效硬化层深度是用维氏硬度计测量自表面到心部的硬度。测量的方法和标准可按国际GB9450—88《钢件渗碳淬火有效硬化层的测定和校核》。

       有效硬化层深度作为渗碳层深度质量标准对于设计和应用角度来讲更真实些,但对于大锻件渗碳工艺和操作控制来讲带来一定困难,因为渗碳过程只能控制渗碳层,而不能直接控制硬化层。有效硬化层不但取决于渗碳层深度,同时也受到零件材料淬透性,淬火介质(冷却速度)和零件(或试样)的截面大小的影响。例如,同样渗碳层深度(即测量到0.45%C的深度)为2mm,二种不同材料,一种是20Cr,另一种是20CrNi2Mo,其对30mm试样的有效硬化层深度相差30%。因为对于20CrNiMO钢来讲,碳含量只需超过0.35%C就可以油淬到HV550,而20Cr钢则需碳含量超过0.45%C.

       大锻件实际渗碳过程中是无法直接控制有效硬化层深度的,只有通过渗碳层深度来间接控制,只要将有效硬化层深度与渗碳层深度在各种条件下相互关系找出来,就可以通过控制渗碳层深度来得到有效硬化层深度。



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