于有效硬化层处硬度小于450HV的零件,可采用比550HV大的界限硬度值(以25HV为一级)来测定有效硬化层深度。
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处的垂直距离。测定硬度所采用的试验力为9.807N(1kgf);特殊情况下,经有关各方协议,也可采用4.903N(0.5kgf)范围的试验力,或采用表面洛氏硬度计测定。
4.2.2.3若采用其他试验力或其他界限硬度值时,则应在字母DC后指明,如0.5DC49.03/515,表示采用49.03N(5kgf)的试验力测定,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处的垂直距离为渗氮层深度,对于渗氮层硬度变化很平缓的钢件(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,试验力规定为3.94N(0.3kgf)。备注:在3倍左右渗氮层深度的距离处所测得的硬度值(至少取3点平均)作为实测的基体硬度值。
4.2.3.2当渗氮层的深度与压痕尺寸不合适时,可由有关各方协商,采用1.96N(0.2kgf)-19.6N(2kgf)范围内的试验力,氮在HV后需注明:如HV0.2,表示用1.96N(0.2kgf)试验力。
4.2.3.3若采用其他试验力或其他界限硬度值时,则应在字母DN后指明,如0.25DN300HV0.5,表示界限硬度值为300HV,试验力为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维氏硬度值处的垂直距离为感应淬火硬化层深度。 4.2.4.2深度测量方法:零件经淬火,低温回火后,在维氏硬度试验机上用9.8N的试验力,在垂直于零件表面的年横截面指定部位进行测量。经有关各方协议可以采用4.9-49N范围的试验力,其测量方法按GB/T5617执行。
4.2.4.3若采用其他试验力或其他界限硬度值时,则应在字母DS后指明,如DS4.9/0.9=0.6,表示采用4.9N(0.5kgf)的试验力测定,界限硬度值采用零件所要求的最低表面硬度值0.9倍,测的硬化层深度为0.6mm。
4.2.5有效硬化层测定方法:
4.2.5.1原理:根据垂直于试样表面的横截面上硬度梯度来确定,即硬度值为纵坐标,至
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表面距离为横坐标,绘制处硬度值随表面距离而变化的曲线,如图所示:
维氏硬度()有效硬化层计算公式如下: 式中:HS为规定的硬度值。
d1、d2为最接近有效硬化层界限硬度值上下两点的距离。 H1、H2分别为d1、d2处硬度测量值。 4.2.5.2测量步骤:
在最终热处理后的零件横截面上进行,依据GB/T9451-1988标准要求,硬度压痕在指定的宽度(W)为1.5mm的范围内,沿与表面垂直的一条或多条平行线上进行。两相邻压痕间的距离(S)应不小于压痕对角线的2.5倍。从表面到各逐次压痕衷心之间的距离,每次增加不超过0.1mm(如d2-d1应小于0.1mm)。同时,测量表面到各压痕的积累距离的精度为±0.5um。
除有关双方由特殊协议外,压痕一般应在9.807N(1kgf)试验力下测出,并用放大400倍左右的光学仪器测量。测量部位应经有关各方协商确定,并在磨抛过的检测面上两条带内进行。
4.4调质:适用于40Cr、35CrMoA等钢,依据NJ309-83表准图谱(放大倍率为500倍),以最差视场评定,调质处理后集体组织应为回火索氏体,允许有少量铁素体(其含量应不大于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)的正火后的金相组织为均匀分布的铁素体+片状珠光体,根据GB/T6394-86标准图谱(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、检验人员:
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HV H1 HS H2 d1 DC d2 到表面的距离
应设立专职检验人员,且经正规培训与考核,具有正式的资格证书。 6、检验记录:
检验报告记录,包括零件名称、件号、材料、检验数量、检验结果及检验人员与日期。
四、热处理过程控制:
热处理过程中的质量控制,实际上是贯彻热处理相关标准的过程,包括热处理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,只有严格执行标准,加强工艺纪律,才能将热处理缺陷消灭在质量的形成过程中,获得高质量的热处理零件。
1、相关热处理工艺及质量控制要求标准
GB/T16923-1997 钢的正火与退火处理; GB/T16924-1997 钢的淬火和回火处理; GB/T18177-1997 钢的气体渗氮; JB/T3999-1999 钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火; JB/T4155—1999 气体氮碳共渗; JB/T9201—1999 钢铁件的感应淬火回火处理 JB/T6048—1992 盐浴热处理; JB/T10175—2000 热处理质量控制要求 2、加热设备及仪表要求: 2.1、加热设备要求:
2.1.1加热炉需按有效加热区保温精度(炉温均与性)要求分为六类,其控温精度、仪表精度和记录纸刻度等要求,见下表7: 加热炉类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 有效加热区精度℃ ±3 ±5 ±10 ±15 ±20 ±25 控温精度℃ ±1 ±1.5 ±5 ±8 ±10 ±10 记录仪表精度% 0.2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 记录纸刻度℃/mm ≤2 ≤4 ≤5 ≤6 ≤8 ≤10 允许用修改量程的方法提高分辨力
依据相关热处理工艺标准,具体热处理工艺对加热炉技术要求,见下表8:
工艺类型 正火与退火 淬火与回火 渗碳、氮碳共渗、碳氮共渗(软氮化) 渗氮 加热炉类别 Ⅵ Ⅳ Ⅳ Ⅲ 有效加热区保温精度 ℃ ±25(外法兰正火应控制在±15) ±15 ±15 ±10 2.1.2加热炉的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。其中一个仪表应具有报警的功能。
2.1.3 每台加热炉必须定期检测有效加热区,检测方法按GB/T9452和JB/T6049的规定,其
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保温精度应符合表7要求。应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图的检验合格证。加热炉只能在有效加热区检验合格证规定的有效期内使用,检测周期见下表9: 加热炉类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 有效加热区检测周期 1 6 6 6 12 12 仪表检定周期 3 6 6 6 12 12 2.1.4 现场使用的温度测量系统,在正常使用状态下定期做系统效验。效验时,检测热电偶与记录表热电偶的热距离应靠近。校验应在加热炉处于热稳定状态下进行,当超过上述允许温度偏差时,应查明原因排除或进行修正。系统效验允许温度偏差,见下表10: 加热炉类别 允许温度偏差 Ⅰ、Ⅱ ±1℃ Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ ±3℃ 2.1.5保护气氛炉和化学热处理炉的炉内气氛应能控制和调节。进入加热炉的气氛不允许直接冲刷零件。
2.1.6 对气体渗碳(含碳氮共渗)炉,渗氮(含氮碳共渗(软氮化))炉,在有效加热区检验合格后还应进行渗层深度均匀性检验,试样放置位置参照有效加热区保温精度检测热电偶布点位置,检验方法按GB/T9450和GB/T11354的规定。气体渗碳炉、渗氮炉中有效硬化层深度偏差,见表11和表12:
表11 渗碳炉有效硬化层深度偏差值要求 (mm) 硬化层深度 有效硬化层深度偏差 硬化层深度 有效硬化层深度偏差 <0.5 ±0.05 ≤0.1 ±0.01 0.5—1.50 ±0.10 >0.1—0.2 ±0.025 > 1.5—2.50 ±0.15 >0.2—0.45 ±0.035 >2.50 ±0.25 >0.45 ±0.05 表12 渗氮炉有效硬化层深度偏差值要求 (mm) 2.1.7 炉内的加热介质不应使被加热工件表面产生超过技术文件规定深度的脱碳、增碳、增氮和腐蚀等现象。
2.1.8 感应热处理加热电源及淬火机床:
2.1.8.1 感应加热电源输出功率及频率必须满足热处理要求,输出功率控制在±5%,或输出电压在±2.5%范围内。感应热处理机床和限时装置应满足工艺要求。 2.1.8.2 感应淬火机床精度要求如下表13: 检验项目 主轴锥孔径向跳动 回转工作台面的跳动 顶尖连线对滑板移动的平行度 工件进给速度变化量 精度 0.3mm 0.3mm 0.3mm(夹持长度小于2000mm) 正负5% 1) 将检验棒插入主轴锥孔,在距离主轴端面30mm处测量 2) 装上直径大于300mm的圆盘,在半径150mm处测量 3) 测量工作行程300mm的平均速度 Page 12 of 18