按GB/T224-2019《鋼的脫碳層深度測定法》標準,規定適用于測定鋼材(壞)及其零件的脫碳層深度。

1.測定方法關于脫碳層深度的測定方法,在標準中規定可采用金相法、硬度法和化學(光譜)分析法3種。

(1)金相法。在光學顯微鏡下觀察試樣從表面到中心隨著碳含量的變化而產生的組織變化,來測定脫碳層深度。

(2)硬度法。測最在試樣橫截面上沿垂直于表面方向上的硬度值的分布梯度。

(3) 化學和光譜分析法。利用脫碳引起表面層碳含量的變化來測定脫碳層深度,屬于直接測定法。

這3種方法可由技術條件政雙方協議規定來選用,若無明確規定時,則以金相法為準

一.金相法

此方法適用于具有退火(或鐵素體-珠光體)組織的鋼種,也可有條件地用于那些硬化、回火、軋制或鍛制狀態的產生。

(1)金相試樣應從交貨狀態的鋼或鋼制零件上截取,試樣的磨光面必須垂直于脫碳面,對鋼材(壞)必須垂直于軋(鍛)制方向,確保測定深度的正確性。

(2)規定試樣檢查的周邊長度不小于20mm,對于直徑小于或等于25mm的冷拔材料和高頻淬火用材料,必要時可檢查全部周邊,這樣才能確保鋼材在熱處理后的表面質量。

(3) 制備的金相試樣,不允許有卷邊,倒角等現象,否則它將使表層顯微組織觀察不清而造成對深度的測定不正確。

(4)有時被檢查的試樣,因冷加工或冷卻條件等的影響,不易辨別其脫碳層的組織時,應該重新取樣,必要時亦可進行適當的熱處理,如再結晶退火等,但應在不脫碳和不增碳的條件下進行。

(5) 脫碳層可分為全脫碳和部分脫碳層,脫碳層總深度也就是全脫碳層與部分脫碳層之和。

二.硬度法

這種方法適用于脫碳層相當深但和淬火區厚度相比卻又很小的亞共析鋼,共析-過共析鋼。這樣可以避免由于淬火不完全所引起的硬度值波動,這種方法對低碳鋼不準確。

總脫碳層深度規定為從表面到已達到所要求硬度值的那一點的距離。原則上,至少要在相互距離盡可能遠的位置進行兩組測定,其測定值的平均值作為總脫碳層深度。

脫碳層深度用硬度測定時有三條原則:

1.由試樣邊緣測至技術條件規定的硬度處;

2.由試樣邊緣測至硬度平穩值處;

3.由試樣邊緣測至硬度值平穩處的某一百分數處。

采用何種測定界限由技術條件或雙方協議規定。

三、化學和光譜分析法

此方法是測定碳含量在垂直于試樣表面方向上的分布梯度,它可用于鋼的任何組織狀態。

(1) 化學分析法。只適用于那些具有恰當的幾何形狀(圓柱體或具有平面的多面體),并且其尺寸適合于容易機械加工,不需進行任何熱處理的試樣(如確實需要,各方協商之后,可進行適當熱處理,但要保證不影響脫碳層深度)。

試樣的選取用機械加工的方法,平行于試樣表面逐層剝取每層為0.1mm厚的試屑,按GB/T223.71-1997(鋼鐵及其合金化學分析方法管式爐內燃燒后重量法測定碳含量》測定碳含量。

(2)光譜分析法。只用于那些具有合適尺寸的平面的試樣。將平面試樣逐層磨削,每層間隔0.1mm,在每一層上進行碳的光譜測定。要設法使逐層的光譜火花放電區不重疊。

用化學和光譜分析法測量從表面到碳含量達到規定數值的那一點的距離作為脫碳層深度。