בדיקת איכות טיפול בחום ונתונים טכניים

פרק 2 קביעת עומק שכבה מוקשה על פני השטח
באמצעות טיפול בחום כימי (המרווה בפחמימות, כיבוי קרבוניטרידינג, ניטרידינג וכו') או טיפול בחום על פני השטח (כיווית אינדוקציה, כיבוי להבה, כיבוי קרן אלקטרונים וכו'), כמו גם חדירת מתכות וחדירת מתכת שאינה מתכת, פני השטח של מתכת. ניתן לטפל בחלקים לעומק מסוים. שכבה מוקשחת כדי להתאים לדרישות השירות. בהנחה של קביעת הגדרת השכבה המוקשה, ניתן להשתמש בשיטת שיפוע הקשיות למדידת עומק השכבה המוקשה. כאשר יש ממשק ברור בין השכבה המוקשה למטריצה, ניתן להשתמש גם בשיטה המטאלוגרפית.

להכנת דגימות, יש להקפיד על הדרישות הכלליות להכנת דגימות מטאלוגרפיות (ראה פרק 5, סעיף 5.1). הדגימה נדרשת להיות מותקנת כדי להגן על קצה פני השטח של הדגימה מפני שיוף; נדרשת שחיקה רגילה של המדגם לצורך בדיקה מטאלוגרפית או כדי להבין את התפלגות שכבת הקשיות בעת שימוש בשיטת הקשיות. בעת מדידת קשיות, מומלץ לעשות זאת במצב מלוטש.

2.1 כללים כלליים לקביעת עומק שכבה מוקשה פני השטח
קביעת עומק השכבה המוקשה המתקבלת בתנאי תהליך ספציפיים צריכה להתבצע בהתאם לדרישות תקני הבדיקה הרלוונטיים והפרוטוקולים הטכניים.

2.1.1 בחירת דגימות והכנת דגימות
יש לקחת את הדגימות למדידת עומק השכבה המוקשה מהחלקים לאחר השלמת התהליך הספציפי. יש לציין את השטח והכמות שנלקחה במסמכי התהליך, וניתן לבחור גם את הדגימות הנשלחות עם התנור בהתאם לתקנות.

יש למדוד את עומק השכבה המוקשה על פני השטח בחתך הניצב לשכבה המוקשה. משטח הבדיקה צריך לכלול את כל השכבה המוקשה וחלק ממבנה הליבה, וצריך להיות קרוב ככל האפשר לכיוון הצירי של החלק או השטח המצוין בהסכם הטכני.

עבור דגימות שכבה דקה מוקשה, ניתן להשתמש בדגימות בצורת טריז, כפי שמוצג באיור 2-1. ניתן להשתמש בדגימות שלבים גם בעת קביעת גבולות עומק השכבה המוקשה על פני השטח. הגובה של כל שלב של דגימת המדרגה הוא 0.05 מ"מ או 0.10 מ"מ, ועל פני השטח שלו וכל משטח מדרגות להיות טחון ועיבוד, כפי שמוצג באיור 2-2.

תְמוּנָה
2.1.2 קביעת שיפוע קשיות
שיטת הקשיות משמשת לקביעת עומק השכבה המוקשה על פני השטח, המבוססת על עקומת שיפוע הקשיות מהמשטח לפנים.

שיפוע הקשיות נמדד בדרך כלל באמצעות בודק הקשיות של Vickers, אך ניתן להשתמש בבודק הקשיות של Knoop גם בתנאים המוסכמים על ידי שני הצדדים להסכם. הטווח הרלוונטי של כוח הבדיקה יכול להיות {{0}}.9807~9.807N (0.1~1kgf).

שיפוע הקשיות נמדד בשני מקומות או יותר בהסכמה בין הצדדים להסכם. את תוצאות המדידה בכל מקום יש לצייר כעקומת שינוי קשיות ביחס למרחק מהמשטח.

מיקום מדידת הקשיות מוצג בשיטת הטבלה באיור {{0}}. ברוחב W של 1.5 מ"מ, קשיות ויקרס נמדדת על קו מקביל אחד או יותר בניצב לפני השטח. המרחק בין הקווים המקבילים הללו צריך לעמוד בדרישות התקן של בדיקת קשיות Vickers. המרחק (Δd) בין כל שני שקעים סמוכים לא צריך להיות קטן מהזמנים הרגילים של האלכסון של השקע. הפרש המרחק (d2-d1) בין מרכזי החריצים העוקבים לבין פני השטח לא יעלה על 0.1 מ"מ. הדיוק של מדידת המרחק ממרכז השקע אל פני השטח צריך להיות בטווח של ± 25 מיקרומטר.

תְמוּנָה

מרחק המרכז אל פני השטח של השקע הראשון (d1) על פני השטח צריך להיות לפחות פי 2.5 מהאלכסון של השקע הקשיות של Vickers.

בהתבסס על הנתונים הנמדדים, ניתן לשרטט את העקומה המוצגת באיור 2-4, וניתן לקבל את עומק השכבה המוקשה המתאים בהתבסס על ההגדרות של עומקי השכבה המוקשה השונים.

תְמוּנָה
2.2 קביעת עומק של שכבה מוקשה של חלקי פלדה מקרבים או פחמיטרידים.

העומק של שכבת חלקי הפלדה המוקשה בהקשחת או בפחמניטריד (יותר מ-0.3 מ"מ) נמדד בדרך כלל בשיטה המצוינת ב-GB/T 9450-2005 "קביעה ואימות של עומק הקרבורז" ושכבה מוקשה של חלקי פלדה". שיטה זו זוהי גם שיטת הבוררות היחידה.

2.2.1 הגדרת עומק השכבה המוקשחת של הקרבור וריבוי

GB/T 9450-2005 קובע כי המרחק האנכי מפני השטח של החלק לנקודה שבה ערך הקשיות של Vickers הוא 550HV1 הוא עומק השכבה המוקשחת המקרבת והמרווה. 550HV1 זה נקרא ערך קשיות הגבול. הגדרה זו חלה על חומר העבודה שעבר קרבוריזציה או פחמיטרד ומרווה, וערך הקשיות בעומק השכבה המוקשחת המרווה מהמשטח (מוגדר כמרכז) נמוך מ-450HV. כאשר הנקודה גבוהה מ-450HV, יש לבחור ערך ספציפי הגדול מ-550HV (עם 25HV כרמה הראשונה) כקשיות הגבול. אם ערך קשיות הליבה במיקום זה הוא 470HV, יש להגדיר את ערך קשיות הליבה כ-575HV. אם קיים הסכם טכני נוסף, הוראות ההסכם ייושמו.

2.2.2 קביעת עומק השכבה המוקשה בשיטת קשיות

השתמש בעומס של {{0}}.9807~9.807N (בשימוש נפוץ: 0.9807~2.942N) כדי למדוד את עקומת שיפוע הקשיות מהמשטח לפנים לפי השיטה שהוצגה בסעיף 2.1. בדרך כלל, יש למדוד שתי עקומות קשיות או יותר בעמדות המוסכמות על ידי שני הצדדים. קבע את המרחק ממשטח העבודה שבו ערך הקשיות הוא ערך מוגדר (כגון 550HV או ערך קשיות Knoop המתאים) בהתבסס על כל עקומה, כפי שמוצג בטבלה באיור 2-4. כאשר ההפרש בין כל ערך קטן או שווה ל-0.1 מ"מ, הערך הממוצע נלקח כעומק השכבה המוקשה. אם ההפרש גדול מ-0.1 מ"מ, יש לחזור על הבדיקה.

בתנאי שנקבע באופן גס עומק השכבה המוקשה בפחמימות וריבוי, ניתן להשתמש בשיטת האינטרפולציה לאימות. במיקום בו המרחק מהמשטח קטן מעומק השכבה המוקשה המוערך d1 וגדול מעומק השכבה המוקשה המשוער d2

(ה-" של d{{0}} d1 לא יעלה על 0.3 מ"מ"). מדוד לפחות 5 ערכי קשיות (ערך ממוצע) על כל אחד מהם. התמונות הן בהתאמה. ניתן לקבל את עומק השכבה המוקשה (CHD) לפי נוסחת האינטרפולציה (2-1):

תְמוּנָה
בנוסחה, d1——המרחק מהמשטח שהוא קטן מעומק השכבה המוקשה;

d2 ———המרחק מהמשטח שגדול מעומק השכבה המוקשה;

תמונה - הממוצע האריתמטי של ערכי מדידת הקשיות ב-d1 ו-d2, כפי שמוצג באיור 2-5;

תמונה - ערך קשיות הגבול (בדרך כלל 550HVI).

תְמוּנָה
2.2.3 שיטה לביטוי התוצאות של מדידת עומק שכבה מוקשה וריבוי

על פי תנאי בדיקת הקשיות, עומק השכבה המוקשה והמרווה מתבטא באופן הבא:

תְמוּנָה

2.2.4 שיטה מטאלוגרפית לקביעת עומק השכבה המוקשחת של הקרבור וריבוי

כאשר מודדים את עומק השכבה המוקשה בשיטה המטאלוגרפית, מומלץ להשתמש במיקרוסקופ מטאלוגרפי בו עומק השכבה המוקשה תופס 1/3~2/3 משדה הראייה.

השיטה המטאלוגרפית נמדדת בדרך כלל על פני הבדיקה המטאלוגרפית של החתך הרגיל של המדגם המקרבור בתנאי קירור איטי (מצב שיווי משקל). אין תקן תעשייתי מחמיר ומאוחד לשיטת החישוב הספציפית של עומק השכבה המוקשחת הקרבורית והמרוווה. זה בדרך כלל מבוסס על חומר הגלם. (פלדת פחמן, פלדת סגסוגת) והטכנולוגיה ניתן לחלק ל-3 שיטות, ראה טבלה 2-1.

תְמוּנָה
תְמוּנָה
למרות שמבטיחים שלחומר העבודה יש ​​אזור פחמן גבוה מספיק, נדרש גם בדרך כלל ששיפוע ריכוז הפחמן באזור המעבר של השכבה הקורבורית לא יהיה גדול מדי כדי להאט את מוטציית הלחץ בין השכבה המקוררת למטריצה. . לכן, בדרך כלל נדרש שסכום השכבה ההיפראווטקטואידית והשכבה האוטקטואידית מהווה כ-50% עד 75% משכבת ​​החדירות הכוללת.

2.2.5 קביעת עומק שכבה מוקשחת רדודה
עבור חלקי עבודה עם עומק שכבה מוקשה (קרבוניטרציה) מתחת ל-0.3 מ"מ, השיטה לעיל אינה ישימה, אך GB/T 9451-2005 "קביעת עומק השכבה המוקשה הכוללת או עומק שכבה מוקשה יעילה של דק יש להשתמש בשכבות משטח של חלקי פלדה". שיטה שנקבעה. תקן זה קובע כי המרחק מהשכבה המוקשה הנמדדת בכיוון האנכי של משטח העבודה לערך המיקרו-קשיות שצוין נקרא עומק השכבה המוקשה האפקטיבית, והמרחק הנמדד מהשכבה המוקשה ללא שינוי משמעותי בערך המיקרו-קשיות נקרא עומק שכבה מוקשה כוללת.

שיטת המדידה הספציפית ושיטת הביטוי זהות ל-GB/T {{0}}, אך העומס המשמש לבדיקת קשיות Vickers צריך להיות בדרך כלל 1.97N (0.2kgf) ו-2.94N ( 0.3 ק"ג).

2.3 קביעת עומק שכבת ניטרידית של חלקי פלדה
קביעת העומק של שכבת הניטרידינג (ניטרוקרבוריזציה) של חלקי פלדה מתבצעת בדרך כלל בהתאם ל-GB/T 11354-2005 "חלקי פלדה - קביעת עומק שכבת ניטרידית ובדיקת מבנה מתכתי". שיטות מדידה ספציפיות כוללות שיטת קשיות, שיטה מטאלוגרפית ושיטת שבר. ביניהם, שיטת הקשיחות היא שיטת הבוררות.
2.3.1 הגדרת עומק שכבת הניטרידינג
עומק שכבת הניטרידינג (ניטרוקרבוריזציה) הוא הסכום של שכבת תרכובת פני השטח ושכבת הדיפוזיה.

מוגדר על ידי קשיות: המרחק האנכי שנמדד מפני השטח של המדגם לנקודה הגבוהה ב-50HV מערך הקשיות של ויקרס של המצע הוא עומק שכבת הניטרידינג.

עבור חלקים שבהם קשיות השכבה הניטרידית של פלדת פחמן או פלדה בעלת סגסוגת נמוכה פחמן נמוכה משתנה בעדינות רבה, ניתן להגדיר את עומק השכבה הניטרידית כמרחק מהמשטח לאורך כיוון פני השטח האנכי שבו קשיות ויקרס היא 30HV גבוה יותר מהקשיות הוויקרס של המטריצה. אם קיים הסכם טכני נוסף, הוראות ההסכם ייושמו.

2.3.2 קביעת עומק שכבת הניטרידינג בשיטת קשיות
שיטת הקשיות משמשת למדידת עומק שכבת הניטרידינג. קשיות Vickers משמשת לפי התקן (ניתן להשתמש גם בקשיות Knoop). כוח הבדיקה הוא {{0}}.9807~9.807N, ובדרך כלל משתמשים ב-0.9807~2.942N.

עומק שכבת הניטרידינג מבוסס על קשיות הבסיס של החלק. נדרש שהערך הממוצע (מדויק ל-10 ספרות) של ערכי קשיות הנקודה 3- הנמדדים בגובה פי 3 מעומק שכבת הניטרידינג מהמשטח הוא קשיות הבסיס הנמדדת.