十三、钢铁零件渗氮(氮化)后的硬度及厚度检测方法： ----随着工业的
氮化对零件厚度
氮化对零件厚度
氮化对零件厚度有着重要的影响。
在机械工程中，零件的氮化是一个非常重要的工艺过程，它能够改善零件的硬度、韧性和耐磨性。
氮化可以对零件的表面进行处理，使得零件表面更加平滑，从而提高了零件的精度和质量。
氮化对零件厚度的处理，主要是通过在零件表面涂上一层氮化涂层，然后通过加热的方式，将涂层与零件表面均匀地结合在一起。
这种处理方式可以有效地改善零件表面的硬度、韧性和耐磨性，从而提高了零件的使用寿命和质量。
在实际应用中，氮化处理对于不同类型的零件有着不同的效果。
例如，对于一些需要较高硬度和韧性的零件，如汽车发动机的连杆和曲轴，氮化处理可以有效地增强它们的强度和韧性，从而提高了它们的可靠性和安全性。
而对于一些需要较高耐磨性的零件，如机器轴承和齿轮，氮化处理则可以有效地增强它们的耐磨性，从而延长了它们的寿命。
然而，氮化处理也存在一些缺点。
首先，它会导致零件表面变得更加粗糙，从而降低了零件的精度和质量。
其次，氮化处理后，零件表面容易产生氧化和腐蚀，从而降低了它们的寿命和可靠性。
因此，在实际应用中，需要根据不同零件的要求和实际情况，合理地进行氮化处理，以充分发挥其优点，并尽量避免其缺点。
同时，还需要对氮化处理后的零件进行充分的养护和保护，以保证它们的性能和质量。
渗氮层、淬硬层、有效硬化层的硬度和厚度测试简介
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3、总渗氮层深度
b、基体硬度的取点与测定，一般在3倍左右渗氮层深度的距离处测得的硬度值(至少取3点，平均值)做为基体硬度值。
c、对于渗氮层硬度变化很平缓的钢种，（如碳钢、低碳合金钢制件），其渗氮层深度可以从试样表面沿垂直方向测至比基体维氏硬度高30HV处。
d、当渗氮层深度有的特别浅，有的则较深时，检测力可以在0.2KG范围内选择(并注明，如HV0.2)
a、渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边缘碎裂程度分为5级
级别
渗氮层脆性级别说明
1
压痕边角完整无缺
2
压痕一边或一角碎裂
3
压痕二边或二角碎裂
4
压痕三边或三角碎裂
5
压痕四边或四角碎裂
b、渗氮层脆性检验一般采用维氏硬度计，试验力10公斤，试验力的加载必须缓慢（在5-9S内完成），试验力加载完成后必须停留5-10S，然后卸载试验力，特殊情况也可采用5KG或者30KG试验力。
一般零件推荐的化合物层厚度及公差表（单位/mm）
化合物层厚度
上偏差
化合物层厚度
上偏差
0.005
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如何解决渗碳或碳氮共渗零件有效硬化深度的测试
如何解决渗碳或碳氮共渗零件有效硬化深度的测试目前，在我国航空、航天、汽车、兵器等众多单位的零件加工和热处理工艺都涉及渗碳或碳氮共渗的问题，针对客户的需求，我司开发出半自动显微硬度测试系统，快速解决有效硬化层深度测量。
针对半自动显微硬度计测试系统FEM-7000的特点，介绍一下此系统在工厂中常用的功能，齿轮热处理方法使用碳氮共渗工艺的最多,，作到俗说的“表硬心软”，需要对渗碳的有效深度作检测。
现在的标准采用硬度梯度法，大多数都采用1Kgf 载荷，看HV550时的深度值。
具体做法如图示：以齿顶为基准，从表面向心部连续打多个点，分别测出各点之硬度，绘制硬度曲线齿轮剖面示意图硬度曲线示意图以往通过此方法作测试时，大家普遍困难的是此工作较繁杂。
一是要打多个点测硬度，二是要不断移动和记录载物台移动量，三是手工绘制曲线图。
这几个环节易出的问题分别是：一测量时人为误差，二移动物台的精度，三绘图的准确性。
往往做一个样品用很长时间，一天若需大量做此工作，人会很疲劳影响测试精度。
而现在利用半自动测试系统(FEM-7000) 可以大大提高效率与精度。
首先硬度计主机具有自动打压痕功能，第二由于采用自动载物台，可以在测试前将要测点的坐标值一次输入，仪器会自动找到设置点，位移回复精度在2 m以内，第三仪器测试后，由打印机打印一份标准报告，包括数据与曲线图，也可以利用Windows 中的Word软件自己编辑，在报告中任意插入文字、数字及图片，另外打印机还可以打印金相组织的图谱。
重点介绍半自动显微硬度测试系统的功能：FEM-7000半自动显微硬度测试系统是一台以日本F-T公司(FUTURE-TECH CORP.)生产的FM-700型显微硬度计为主机，由电脑控制的自动载物台及高分辨率的CCD图象采集游标测量装置组成的显微硬度测量系统。
该系统由三部分组成：1. FM－700显微硬度计2. 自动载物台及PC电脑控制器3. 高分辨CCD图象采集装置及电脑游标测量装置和数据处理激光打印系统。
钢铁零件表面淬火后的硬度及淬火深度检测方法
钢铁零件表面淬火后的硬度及淬火深度检测方法有效硬化层深度（DS）：是指从零件表面到维氏硬度等于极限硬度那一层之间的距离。
极限硬度（HVHL）：是指零件表面所要求的最低硬度（HVMS）乘以系数，通常HV1试验力系数可以选用0.8，也可以选用0.9或者更高（如零件表面硬度320HV，那么极限硬度=320X0.8=256HV）。
1、试验力的选择---通常选用显微维氏硬度计，试验力通常选用HV1(9.807N),也可选用4.9N-49N范围内。
2、检测a、检测应在规定试样表面的一个或者多个区域内进行，并在图纸上注明。
b、检测试样的制备：--- 应在垂直淬硬面切取试样，切断面作为检测面。
检测面应做好磨抛处理，使其达到光洁如镜。
在切割、磨抛过程中要注意避免工件过热、变形、出现倒角等。
详见技术文章栏目内的《金相试样制备流程》，这里不做过多阐述。
c、硬度检测：---硬度压痕应当打在垂直于表面的一条或多条平行线上，而且宽度为 1.5mm区域内，最靠近表面的压痕中心与表面的距离为0.15mm，从表面到各逐次压痕中心的距离应每次增加0.1mm。
当表面硬化层深度大时，各压痕中心的距离可以大一些，但在接近极限硬度区域附近，仍应保持压痕中心之间的距离为0.1mm。
d、测量结果：---用垂直表面横截面上的硬度变化曲线来确定有效硬化层深度。
由绘制的硬度变化曲线，确定从零件表面到硬度值等于极限硬度的距离，这个距离就是感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度。
备注：--- 一个区域内有多条硬度变化曲线时，应取各曲线测得的硬化层深度平均值，作为有效硬化层深度。
有效硬化层深度用字母DS表示，深度单位为mm，例如硬化层深度0.5mm可以写成DS0.5。
钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验
钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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钢件渗氮层深度测定和金相组织检验-最新国标
钢件渗氮层深度测定和金相组织检验1 范围本文件规定了钢制零件渗氮及氮碳共渗渗层深度的测定方法和渗氮金相组织的检验方法及技术要求。
本文件适用于气体渗氮、离子渗氮、氮碳共渗处理后的渗氮硬化层深度和化合物层厚度的测定，以及渗氮层脆性、疏松、脉状氮化物和渗氮前组织的检验与评定。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 4340.1 金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 4340.2 金属材料维氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准GB/T 7232 金属热处理术语GB/T 18449.1 金属材料努氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 18449.2 金属材料努氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准3 术语和定义GB/T 7232界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
渗氮硬化层深度nitriding hardness depth (NHD)从渗氮层表面至比心部高出50 HV硬度界限处的垂直距离。
注：心部硬度是3个以上测量值的算术平均值，按四舍五入取10 HV的整数。
化合物层厚度compound layer thickness (CLT)化学热处理时渗入元素与基体中金属元素形成的表面化合物层厚度。
原始组织prior metallographic structure; original structure钢件在渗氮处理前的显微组织。
渗氮层脆性brittleness of nitrided layer在一定的试验力作用下，渗氮件表面维氏硬度压痕边角碎裂的程度。
渗氮层疏松porosity of nitrided layer渗氮件表面化合物内微孔的密集程度。
脉状氮化物nervation and wave like nitride渗氮件扩散层中与表面平行走向的脉浪状氮化物。
钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验
钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验钢铁是一种非常常见的金属材料，其在机械制造、汽车制造、航空航天等领域中有着广泛的应用。
在使用过程中，钢铁制品需要具备一定的机械性能和耐腐蚀性能，而渗氮层深度测定和金相组织检验是评定钢铁制品性能的重要指标。
一、渗氮层深度测定渗氮是一种改变钢铁表面金相组织的方法，通过在高温下将氮原子渗入钢铁表面，使其表面硬度和耐磨性得到提高。
渗氮层深度的测定是确认渗氮工艺效果的重要手段之一。
1.渗氮原理渗氮是利用高温氮化合物对金属表面进行渗透和扩散，使其表面形成一层氮化物，从而提高钢铁的表面硬度和抗腐蚀性能。
2.渗氮层深度测定方法目前常用的渗氮层深度测定方法主要有金相显微镜观察法、硬度计法和化学腐蚀法。
金相显微镜观察法是通过金相显微镜对经金相试样制备工艺制备的试样进行金相观察，观察试件表面氮化物的深度和分布情况。
硬度计法是通过对渗氮层和基体钢的硬度进行测定，通过硬度差来间接反映渗氮层的深度。
化学腐蚀法是在试样表面镀一层保护膜，然后对试样进行腐蚀处理，通过腐蚀后的试样测厚来计算出渗氮层的深度。
以上三种方法各有优缺点，可以根据具体情况选择合适的测定方法。
二、金相组织检验金相组织检验是钢铁制品质量检验的重要手段之一，它能够有效评定钢铁在制造、加工和使用过程中的组织结构和性能变化情况。
1.金相组织检验原理金相组织检验是通过金相显微镜观察金属材料的显微结构，在显微状态下观察金属的晶粒大小、晶界形态、相分布等。
2.金相组织检验方法金相组织检验方法主要包括试样制备、腐蚀显微组织观察和分析。
试样制备包括试样的切割、研磨、腐蚀和抛光等过程，以得到表面平整、无裂纹和磨损的试样。
腐蚀显微组织观察是将制备好的试样放入金相显微镜中进行显微观察，通过显微镜观察试样的显微结构和相分布情况。
分析是对观察到的显微结构和相分布情况进行分析，并结合材料性能要求，对试样的金相组织进行评定和判断。
金相组织检验是一项复杂而且技术含量较高的工作，需要有一定的金相显微镜观察技术和金相试样制备技术的人员进行操作。
零件的氮化处理相关知识知识讲解
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由於经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
一、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5％铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5％之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13（4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：（1）渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。
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十三、钢铁零件渗氮(氮化）后的硬度及厚度检测方法：
----随着工业的发展，渗氮处理被更多的应用到各行各业，对渗氮处理的检测要求也日益提高。
下面为您简单阐述钢铁零件渗氮处理后的硬度及厚度检测。
----渗氮（气体渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、辉光离子氮化）零件的主要技术要求是有效渗氮层深度，表面硬度和局部硬度。
某些零件还有渗氮层脆性等级评定要求，完成以上要求，都需显微维氏硬度检测进行测定。
----渗氮层从金相组织划分，包括从最外层化合物层（白亮层）到扩散层与基体组织明显分界处为止的深度。
显微维氏硬度检测，依据从工件表面测至与基体有明显界定硬度值处的垂直距离。
----渗氮层深度以字母DN表示。
渗氮层深度硬度检测方法：
1、试样的准备
a、试样应从渗氮零件上切取，如工件不能破坏，也可用与零件相同材料和相同处理工艺的小试样切取后检测。
b、试样切取时要注意，应垂直渗氮层表面取样（详见金相试样取样方法），取样后进行必要的磨抛处理，在磨抛过程中应注意冷却，不能使工件过热，边缘不要出现倒角等。
c、检查渗氮层脆性的试样，表面粗糙度要求>Ra0.25-0.63um，但不允许把表面化合物层磨掉。
2、检测
a、根据国标规定，一般选用显微硬度计，检测力通常选用0.3--1KG，从试样表面测至比基体维氏硬度值高50HV 处的垂直距离为渗氮层厚度。
（通常采用梯式硬度测法，即从试样表面开始，每间隔一定距离打一点）
b、基体硬度的取点与测定，一般在3倍左右渗氮层深度的距离处测得的硬度值(至少取3点，平均值)做为基体硬度值。
c、对于渗氮层硬度变化很平缓的钢种，（如碳钢、低碳合金钢制件），其渗氮层深度可以从试样表面沿垂直方向测至比基体维氏硬度高30HV处。
d、当渗氮层深度有的特别浅，有的则较深时，检测力可以在0.2KG范围内选择(并注明，如HV0.2)
e、结果的表示，渗氮层深度用字母DN表示，深度以毫米计，取小数点后两位。
（如：0.35DN 300HV0.3，表示渗氮层厚度为0.35mm，界限硬度值为300HV，检测力为0.3KG）。
f、一般零件推荐的最小有效渗氮层深度（DN）及上偏差表
单位/mm
3、总渗氮层深度
----是指氮渗入的总深度，一般是指从表面测量到与基体硬度或组织有明显差别处的垂直距离，单位为mm，包括化合物层和全部扩散层。
当零件以化合物层厚度替代DN要求时，应特别说明。
厚度要求随零件服役条件不同而变4、化合物层厚度
----化合物层主要是Fe3N及少量Fe4N和Fe3C相所组成，化合物层硬度较高，提高了零件耐磨性和抗蚀性能。
一般零件推荐的化合物层厚度及公差表（单位/mm）
5、渗氮层脆性检验
a、渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边缘碎裂程度分为5级
b、渗氮层脆性检验一般采用维氏硬度计，试验力10公斤，试验力的加载必须缓慢（在5-9S内完成），试验力加载完成后必须停留5-10S，然后卸载试验力，特殊情况也可采用5KG或者30KG试验力。
c、维氏硬度压痕在显微放大100倍下进行检查，每件至少测3点，其中两点以上处于相同级别时，才能定级。
否则需重新检验。
d、渗氮层脆性应在零件工作部位或随炉试样的表面上检测，一般零件为1-3级为合格，重要零件1-2级为合格，对于渗氮后留有磨痕的零件，也可在磨去加工余量后的表面上进行测定
e、经气体渗氮后的零件，必须进行检验。