自攻螺钉渗碳层深度的金相法测定
渗碳件质量检查
渗碳件质量检查零件渗碳前的检验：1．根据GB699-88《优质碳素钢技术条件》和GB3077-88《合金结构钢技术条件》等标准，对零件材质进行分析，发现异常，及时处理并报告2．零件表面不得有刀迹，尖锐角、氧化、生锈等，表面粗糙度应低于Ra3.2μm3．零件内部应无偏析、疏松等缺陷，原材料带状组织应≤2~3级，魏氏组织≤1级，晶粒度≥5级渗碳层总深度检验：1．渗碳层总深度≤0.3mm的渗碳件，按GB9451-88《钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定》的具体规定进行检验，常用显微组织测量法和显微硬度测量法1）显微组织测量法是零件热处理后导致零件表层和心部显微组织的变化，测定零件总硬化层深度或有效硬化层深度2）显微硬度测量法是零件经热处理后导致零件表面至心部“维氏显微硬度”的变化，测定零件总硬化层深度或有效硬化层深度2．日常生产渗碳层总深度一般用金相法检验，试样应是退火的平衡状态。
碳素钢渗碳层总深度为过共析层+共析层+1/2过渡层之间的垂直距离；合金钢渗碳层总深度为过共析层+共析层+全部过渡层（过共析层+共析层应为总渗碳层深的60%~70%）之间的垂直距离3．渗碳工艺过程中间检验以试样为主，常用断口目测法和磨片蚀显法断口目测法是将渗碳中间试样出炉后淬火打断观察断口，渗碳层为银白色瓷状，未渗碳部分为暗灰色纤维状，交界处的碳质量分数约为0.4%，此处至表面的垂直距离即定为渗碳层下限深度磨片蚀显法是将渗碳中间试样（淬火或正火状态均可）断面磨平用体积分数为4%的硝酸酒精溶液浸蚀几秒钟后，出现黑圈，黑圈厚度即为粗略的渗碳层下限深度4．同一批零件，渗碳层深度的波动，必须在图样规定的范围内同一零件渗碳层深度的波动范围是图样规定波动范围的1/2碳深度梯度检验：1．日常生产检验，可以用碳浓度（质量分数的）梯度和硬度的梯度检验互补，但质量仲裁应以硬度梯度（至心部硬度降）为准2.常用剥层法，剥层检验交界处的碳的质量分数为0.4%，剥层在表面0.1mm内，碳浓度（质量分数）应达到图样要求，一般以0.8%~1.0%为合格，碳深度梯度过渡过应平缓，不得出现陡坡，浅层渗碳允许表面碳的质量分数低于0.8% 渗碳层淬火前的组织检验：1．渗碳层淬火前的组织应是珠光体+碳化物+少量铁素体2．渗碳层中有大块或网状碳化物，应建议两次淬火或一次正火，一次淬火，一般碳化物级别小于6级3．渗碳后，心部出现3级以上带状组织或晶粒度小于5级时，应正火后，重新检验合格方可淬火4．渗碳层中出现网状碳化物与游离铁素体不合格时应正火消除渗碳件淬、回火后的硬度检验：1．渗碳件表面硬度检验时，应去除氧化皮，脱碳层、增碳层，应以洛氏和维氏硬度计检验为准2．硬度应符合图样或技术文件规定，一般碳钢（10、20钢）硬度在50~55HRC 或58~63HRC，合金钢硬度在58~63HRC3．硬度终检以实物为准，但允许用随炉不同位置两个以上的试样代替实物检验。
渗碳层深度的测定
渗碳层深度的测定〔一）剥层化学分析法取渗碳随炉的棒状试样，按每次进入深度0. 05 mm车削分别用化学分析法测定碳含量。
这种方法对渗碳中的碳浓度分析较准确，常用于调试工艺。
（二）断口法在圆试棒上开一环形缺口，随炉渗碳后出炉直接淬火，然后打断。
由于渗层碳浓度较高，肉眼观察断口呈白色瓷状细晶粒，用读数显微镜测量其深度。
此法测量误差较大。
（三）金相法1．将过共析层、共析层及亚共析层之和作为全渗碳层。
由于工艺不同碳浓度梯度在共析、过共析区域的斜率不同，按有关标准中规定：过共析层＋共析层之和不得小于总渗碳层深度的40~70％，以保证过渡区不能太陡。
2．在碳钢、合金渗碳钢中，把过共析层、共析层及1/2亚共析层之和作为渗碳层总深度。
其结果与硬度法测定有效硬化层的结果相近。
3．从渗层表面测量到体积分数为50％珠光体处作为渗碳层总深度。
这种方法在实际操作中．所观察到的珠光体＋铁素体区域，往往是参差不齐的，对判定50珠光体界限误差较大。
4．等温淬火后测量渗碳层深度。
18Cr2Ni4W钢属马氏体型钢，它没有平衡组织，只能在等温淬火后测其深度。
这种钢渗碳后随炉冷却，从表面至心部均为马氏体，在基体与高碳区交界处有贝氏体析出，但在金相显微镜下观察其界限不甚清晰。
一般是将试样再加热到860℃后，放人280℃等温槽，数分钟后水淬，这时对含碳量的质量分数大于0.3％的区域形成淬火马氏体，而在含碳量近0.3％区域由于Ms点较高则形成回火马氏体，金相试样侵蚀后则有明显的白色（马氏体）区和黑色（回火马氏体）区的界线。
其相关标准可见JB/T 7710-1995《薄层碳氮共渗或薄层渗碳钢件显微组织检测》等行业标准。
（四）显微硬度法（有效硬化层深度测定法）显微硬度法是从试样边缘起测量显微硬度值的分布梯度，根据GB/T 9450-1988《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核》的标准规定判断渗层深度。
对GB/T 9450-1988标准的应用应注意：1．有效硬化层深度是指：从零件表面到维氏硬度值为550 HV 处的垂直距离。
自攻螺钉渗碳层深度的金相法测定
自攻螺钉渗碳层深度的金相法测定在我国的行业标准中，金相法对渗碳层的测定要求必须在退火状态下，这样渗碳层与基体色泽界限明显，能比较直观，准确地测出渗碳层深度，但是，在实际情况下，有哪种渗碳零件是在退火状态下使用呢？这样测得的渗碳层是零件工作状态下的渗碳层吗？能满足零件在工作状态时对渗碳层的要求吗？碳层深度的测定有断口法用于较深层渗碳的炉前测定：显微硬度法----主要用于渗碳层深度的仲裁测定，能直接反映零件渗碳层深度：金相法----普遍用于对渗碳零件生产控制过程中。
在GB/T3098.5-----2000自攻钉机械性能中,推荐用金相法测自攻螺钉的渗碳层深度,而显微维氏硬度法仅做仲裁,可见,用金相法测自攻钉的渗碳层是可行的,也是必要的.我公司生产的自攻钉,普遍有用材质是SWRCH18A\SWRCH22A钢，冷镦加工成型后，采用在网带炉里渗碳、直接淬火加低温回火工艺。
由于自攻钉渗层比较，渗层深度容易控制，炉前检查一般由热处理技术员用火花鉴别法初步定渗碳层碳浓度及深度，做一定的定性分析，然后再送理化室做定量检测。
下现，我们就以自攻钉ST60。
3*22为例来谈谈用金相法直接测定自攻钉的渗碳层深度。
取样按GB/T3098.5-2000自攻钉机械性能中的推荐规定,用金相法检测自攻螺钉渗层深度应在螺纹侧面上进行,测点应该在牙顶与牙底的距离之半处,对规格小于或等于ST3.9的自攻钉,应在牙底上进行试验。
但是有的金相工作者在实际的工作中，喜欢在头部或头部支承面处取样，因为在头部或者头部支承面渗碳层相对比较均匀，而且该处也比较光滑，也比较直观地测出渗层。
但是，我个人认为还是不足取的，因为自攻钉在工作中，其渗碳层性能的直接体现应该是螺纹，因此我们应该在牙顶与牙底的距离之半取样。
渗碳层分析我们都知道渗碳零件的渗碳层都具有变化的碳浓度，由表及里逐渐减少，它由特别典型的三个区域组成：过共析层、共析层、过渡层、对于浅层渗碳件自攻螺钉来说，过共析层在正常情况下是没有的，只存在共析层和过渡层。
标准紧固件检验规范
修订记录一、目的对所采购的标准件的质量进行控制，对进货检验所涉及的技术要求、检验方法、抽样等进行规定。
二、适用范围适用于螺栓、螺母、平垫、弹垫、销轴等标准件的进货检验。
三、一般性检查(按S-3级, AQL=2.5)3.1 查随货技术资料质量证明书，证明该标准符合标准要求和订货合同证明书应包括：1. 供方名称或厂标；2. 制造依据的标准；3. 精度级别；4. 表面处理方法。
3.2 外观检查3.2.1抽查是否有等级钢印标志a) 性能等级为4.6、5.6及≥8.8级的螺栓、螺钉必须标志；b) 性能等级为5级及≥8级的螺母必须标志；c) 螺纹直径≥5mm的螺栓、螺钉、螺母才需要标志。
3.2.2 螺钉表面：表面应光洁、平整、无毛刺、无锈斑、无缺牙、无烂牙，镀层不得有起泡、脱落或锌白等缺陷，厚度应满足规定要求。
四、尺寸检查(按S-3级，AQL= 2.5) 依据相关的国标或技术要求进行检查4.1 对螺栓、螺钉及螺母，应检查螺纹大小径、螺纹导入长度、螺距，同时使用相应的螺纹规止通规进行检测；a) 电镀前的螺栓、螺钉应使用公差等级为6g螺纹环规检查，电镀后的螺栓、螺钉应使用公差等级为6h螺纹环规检查；b) 电镀前的螺母应使用公差等级为6G螺纹止通规及塞规检查，电镀后的螺母应使用公差等级为6H螺纹止通规及塞规检查；c) 螺栓、螺母、螺钉通规检查须每个螺纹能顺利通过才合格，止规检查最多只能通过两个螺纹才合格。
4.2 对自攻螺钉类，按标准要求进行螺纹尺寸检测：螺纹外径、末端外径、螺纹导入长度、螺距。
五、性能检查5.1 硬度检查（每批抽3Pcs试验，按Ac/Re=0/1判定）a) 根据实际情况，对大于或等于M8的螺栓、螺钉、螺母直接在洛氏硬度计上测试即可；b) 有机械性能等级要求时，按对应的国标或图纸进行检验；未作要求时；螺栓、螺钉必须为4.8级，螺母必须为8级；c) 对于自攻、自挤螺钉，硬度检测应制成镶件，测试其表面硬度、芯部硬度及渗碳层深度。
烧结铁基材料渗碳或碳氮共渗层深度的测定及其验证
烧结铁基材料渗碳或碳氮共渗层深度的测定及其验证一、引言烧结铁基材料是一种重要的工程材料，其性能与渗碳或碳氮共渗层的深度密切相关。
准确测定和验证渗碳或碳氮共渗层的深度对于材料性能的改进和优化非常重要。
二、渗层深度测定方法1.金相显微镜法使用金相显微镜对材料进行观察，通过观察渗碳或碳氮共渗层的深度来测定渗层的深度。
2.扫描电镜-能谱分析法利用扫描电镜对材料进行高分辨率的观察，并通过能谱分析来确定渗碳或碳氮共渗层的深度。
3.硬度测试法通过对材料硬度进行测试，分析硬度的变化来确定渗碳或碳氮共渗层的深度。
4.腐蚀试验法将材料进行腐蚀试验，通过观察渗碳或碳氮共渗层在腐蚀后的深度变化来确定渗层的深度。
5.金相显微镜和扫描电镜相结合法通过金相显微镜和扫描电镜相结合的方法来测定渗碳或碳氮共渗层的深度，结合两种方法的优势来提高测定的精度。
6.综合测定法结合以上多种方法进行综合测定，以获得更加准确和可靠的渗层深度数据。
三、渗层深度的验证方法1.金相组织观察观察渗层处的组织结构是否符合渗碳或碳氮共渗的特征，以验证渗层的深度。
2.硬度测试验证通过硬度测试来验证渗层处硬度的变化是否与渗碳或碳氮共渗的预期变化一致，从而验证渗层的深度。
3.电子探针分析利用电子探针对渗层处的元素进行分析，以验证渗层的深度和渗层元素的分布情况。
四、结论通过以上测定和验证方法，能够准确测定和验证烧结铁基材料的渗碳或碳氮共渗层的深度，为材料性能的优化和改进提供了可靠的数据支持。
希望以上研究成果能够为相关工程领域的研究和应用提供参考。
五、应用领域烧结铁基材料的渗碳或碳氮共渗层深度的测定和验证在许多工程领域具有重要的应用价值。
在汽车制造领域，烧结铁基材料被广泛应用于引擎零部件和制动系统。
准确测定和验证渗层深度可以确保这些零部件具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，提高汽车的性能和安全性。
在航空航天领域，烧结铁基材料常用于制造飞机发动机和涡轮机零部件。
通过测定和验证渗层深度，可以提高这些零部件的耐高温和高压能力，确保航空器的安全飞行。
渗碳淬火硬化层深度检测标准
渗碳淬火硬化层深度检测标准渗碳淬火是一种常用的表面处理方法，用于提高金属材料的硬度和耐磨性。
在渗碳淬火过程中，碳原子会渗透到金属表面，并与金属原子结合形成碳化物，从而形成硬化层。
硬化层的深度是评估渗碳淬火质量的重要指标之一。
渗碳淬火硬化层深度的检测标准主要有以下几种方法：1. 金相显微镜观察法：这是一种常用的检测方法，通过金相显微镜观察样品的横截面，可以清晰地看到硬化层的深度。
通常，硬化层的深度应符合相关标准要求。
2. 显微硬度计测量法：显微硬度计是一种常用的硬度测试仪器，可以测量材料的硬度。
通过在硬化层上进行一系列硬度测试，可以确定硬化层的深度。
通常，硬化层的深度应达到一定的数值范围。
3. 金相腐蚀法：金相腐蚀是一种将试样浸泡在特定腐蚀液中，以观察和测量试样表面的腐蚀情况的方法。
通过在硬化层上进行金相腐蚀实验，可以确定硬化层的深度。
通常，硬化层的深度应达到一定的腐蚀程度。
4. 电子显微镜观察法：电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，可以观察到非常细小的结构。
通过在硬化层上使用电子显微镜观察，可以清晰地看到硬化层的深度。
通常，硬化层的深度应达到一定的微米级别。
以上是常用的渗碳淬火硬化层深度检测标准方法。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的检测方法。
同时，还需要注意以下几点：1. 检测设备的准确性和精度：选择合适的检测设备，并确保其准确性和精度。
只有准确的检测结果才能有效评估渗碳淬火的质量。
2. 标准要求的合理性：检测标准应该合理，符合实际应用需求。
标准要求过高或过低都会影响渗碳淬火的质量评估。
3. 检测结果的可靠性：在进行检测时，需要保证样品的代表性和一致性。
只有可靠的检测结果才能准确评估渗碳淬火的质量。
总之，渗碳淬火硬化层深度的检测标准是评估渗碳淬火质量的重要指标之一。
通过选择合适的检测方法，并注意检测设备的准确性和精度，以及标准要求的合理性和检测结果的可靠性，可以有效评估渗碳淬火的质量。
这对于提高金属材料的硬度和耐磨性具有重要意义。
渗层厚度的测定
渗层厚度的测定金相法渗层厚度的测定一、实验目的1)了解渗碳、渗氮工艺及渗碳后热处理的组织特征。
2)掌握金相法测定渗层深度的方法。
二、原理概述渗碳是将钢件置于渗碳介质中，加热到单相奥氏体区，保温一定时间使碳原子渗入钢件表面层的热处理工艺。
渗碳的目的是使钢件获得硬而耐磨的表面，同时又使心部保持一定的韧性和强度。
对于进行渗碳的钢材是碳的质量分数一般都小于0．3％的低碳钢和低碳合金钢，渗碳后的工件主要用于受严重磨损和较大冲击载荷的零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴等。
渗碳温度一般取860～930℃，不仅使钢处于奥氏体状态，而又不使奥氏体晶粒显著长大。
近年来，为了提高渗碳速度，也有将渗碳温度提高到1000℃左右的，渗碳层的深度根据钢件的性能要求决定，一般为l mm左右。
按照渗碳介质的状态，可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种，常用固体和气体渗碳。
渗氮又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。
其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子,不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内, 渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。
这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。
与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
目前生产中多采用气体渗氮法。
1．渗碳工艺将渗碳件置入具有活性碳气氛中加热到860～930℃，保温一定时间，再将渗碳后的钢件按照性能要求不同，进行不同的热处理工艺有直接淬火、一次淬火和二次淬火三种。
20钢铁材料渗层深度测定及组织检验.doc
第四节钢铁材料渗层深度测定及组织检验一、渗碳层检测钢的渗碳层检测包括渗碳层深度测定和渗碳层组织检验。
渗碳层深度检测方法有金相法、硬度法、断口法、剥层化学分析法，其中硬度法是仲裁方法。
（一）金相法一般来说，以过共析层+共析层+（1/2）亚共析过渡层之和作为总渗碳层深度，常用于碳钢；以过共析层+共析层+亚共析过渡层之和作为总渗碳层深度，常用于合金渗碳钢。
以上两种试样应为退火状态。
（二）硬度法硬度法是从试样边缘起测量显微硬度分布的方法。
执行标准为GB/T9450-2005《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定与校核》和GB/T9451-2005《钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定》。
被检测试样应在渗碳、淬火后采用维氏硬度试验方法进行，淬硬层深度是指从零件表面到维氏硬度值为550HV1处的垂直距离。
渗碳层的深度就是渗碳淬火硬化层深度，用CHD表示，单位为mm，如CHD=0.8mm；测定维氏硬度时试验力为1kg（9.807N）；硬度测试应在最终热处理后的试样横截面上进行。
测试时，一般宽度在1.5mm的范围内，垂直于渗碳层表面沿着两条平行线呈之字形打压痕，在一条直线上两相邻压痕的距离S不小于压痕对角线的2.5倍，两条直线上相错位的压痕间距不应超过0.1mm。
测量压痕中心至试样表面的距离精度应在±0.25μm的范围内，每个压痕对角线的测量精度应在±0.5μm以内。
在适当条件下，可使用HV0.1至HV1的试验力进行试验，并在足够的放大倍数下测量压痕。
测试时至少应在两条硬化线上进行，并绘制出每条线的硬度分布曲线（硬度值为纵坐标，至表面的距离为横坐标），用图解法分别确定硬度值为550HV处至表面的距离，如果两数值的差≤0.1mm，则取二者的平均值作为淬硬层深度，否则应重复试验。
上述方法适用于渗碳和碳氮共渗淬火硬化层，距表面3倍于硬化层深度处硬度值小于450HV且硬化层深度大于0.3mm的零件。
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自攻螺钉渗碳层深度的金相法测定
浏览次数：发布时间：2007-11-5
在我国的行业标准中，金相法对渗碳层的测定要求必须在退火状态下。
这样，渗碳层与基体色泽界限明显，能比较直观、准备地测出渗碳层深度。
但是，在实际情况下，有哪种渗碳零件是在退火状态下使用呢？这样测得的渗碳层在零件在工作状态下的渗碳层吗？能满足零件在工作状态时对渗层的要求吗？我
们能不能用金相法对工作状态的渗碳零件直接测定其渗碳层呢？
渗碳层深度测量有断口法——主要适用于较深层渗碳的炉前测定；显微硬度法——主要用于渗碳层深度的仲裁测定，能直接反映零件渗碳层深度；金相法——普遍用于对渗碳零件生产控制过程中。
在
GB/T3098.5——2000自攻螺钉机械性能中，推荐用金相法测自攻螺钉的渗碳层深度，而显微维氏硬度法仅做仲裁。
可见，用金相法测自攻螺钉的渗碳层是可行的，也是必要的。
我公司生产的自攻螺钉，普遍采用材质为SWRCH18A、SWRCH22A钢，冷加工成型后，采用在网带炉里渗碳、直接淬火+低温回火工艺。
由于自攻螺钉渗层比较浅，渗层深度容易控制，炉前检查一般由热处理技术员用火花鉴别法初步判定渗碳浓度及深度，做一定的定性分析，然后再送理化室做定量检测。
下面，我们就以自攻螺钉ST6.3X22为例来谈谈用金相法直接测定自攻螺钉的渗碳层深度。
一、取样
按GB/T3098.5——2000自攻螺钉机械性能中的推荐规定，用金相法检测自攻螺钉渗碳层深度应在螺纹侧面上进行，测点应该在牙顶与牙底的距离之半处，对规格小于或等于ST3.9的自攻螺钉，应在牙底上进行试验。
但是有的金相工作者在实际的工作中，喜欢在头部或头部支承面处取样，因为在头部或头部支承面渗碳层相对比较均匀，而且该处也比较光滑，能比较直观地测出渗层。
但是，我个人认为这是不足取的，因为自攻螺钉在工作中，其渗碳层性能的直接体现应该是螺纹，因此我们应该在牙顶与牙底距离之半处取样。
二、渗碳层分析
我们都知道渗碳零件的渗碳层都具有变化的碳浓度，由表及里逐渐减少，它由特别典型的三个区域组成：过共析层、共析层、过渡层。
对于浅层渗碳件自攻螺钉来说，过共析层在正常情况下是没有的，只存在共析层和过渡层。
该自攻螺钉采用的热处理参数为：渗碳（温度约880℃）→预冷淬火（温度约840℃）→回火（温度约200℃）。
其表面碳浓度为：共析层含碳量0.5%—0.8%，组织为隐针回火马氏体+少量极细针回火马氏体；过渡层（亚共析层）含碳量0.18%—0.5%，组织为极细针状回火马氏体+针状回火马氏体＋板条回火马氏体+少量铁素体。
三、渗碳层深度的确定
对于渗碳自攻螺钉来说，要确定其渗碳层深度必找出共析层及过渡层界限。
现在，我们就沿该螺钉轴向剖开，做成金相试样（腐蚀剂为4%硝酸酒精溶液）测定其渗碳层深度。
金相法测定渗碳层的深度是建立在渗碳层组织的变化基础上。
含碳量在0.18%左右的自攻螺钉经预冷至。