Capítulo 2 Determinação da profundidade da camada endurecida superficial
Através de tratamento térmico químico (têmpera de cementação, têmpera de carbonitretação, nitretação, etc.) ou tratamento térmico de superfície (têmpera por indução, têmpera de chama, têmpera por feixe de elétrons, etc.), bem como infiltração de metal e infiltração não metálica, a superfície do metal as peças podem ser tratadas até uma certa profundidade. Camada endurecida para atender aos requisitos de serviço. Com a premissa de determinar a definição da camada endurecida, o método do gradiente de dureza pode ser usado para medir a profundidade da camada endurecida. Quando existe uma interface clara entre a camada endurecida e a matriz, o método metalográfico também pode ser utilizado.
Para a preparação de corpos de prova, devem ser seguidos os requisitos gerais para a preparação de corpos de prova metalográficos (ver Capítulo 5, Seção 5.1). A amostra deve ser montada para proteger a borda da superfície da amostra contra chanfros; a amostra deve ser erodida normalmente para testes metalográficos ou para entender a distribuição da camada de dureza ao usar o método de dureza. Ao medir a dureza, recomenda-se fazê-lo no estado polido.
2.1 Regras gerais para determinação da profundidade da camada superficial endurecida
A determinação da profundidade da camada endurecida obtida sob condições específicas do processo deve ser realizada de acordo com os requisitos das normas de teste e protocolos técnicos relevantes.
2.1.1 Seleção e preparação de amostras
As amostras para medição da profundidade da camada superficial endurecida devem ser retiradas das peças após a conclusão do processo específico. A área e a quantidade retirada devem ser especificadas nos documentos do processo, e as amostras enviadas com o forno também podem ser selecionadas conforme regulamentação.
A profundidade da camada superficial endurecida deve ser medida em uma seção transversal perpendicular à camada endurecida. A superfície de teste deve incluir toda a camada endurecida e parte da estrutura do núcleo, e deve estar o mais próximo possível da direção axial da peça ou da área especificada no acordo técnico.
Para amostras de camada fina endurecida, amostras em forma de cunha podem ser usadas, conforme mostrado na Figura 2-1. Amostras escalonadas também podem ser usadas para determinar os limites da profundidade da camada superficial endurecida. A altura de cada degrau da amostra do degrau é 0.05 mm ou 0,10 mm, e sua superfície e cada superfície do degrau devem ser retificadas e processadas, conforme mostrado na Figura 2-2.
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2.1.2 Determinação do gradiente de dureza
O método de dureza é usado para determinar a profundidade da camada superficial endurecida, que se baseia na curva do gradiente de dureza da superfície para o interior.
O gradiente de dureza é geralmente medido usando o durômetro Vickers, mas o durômetro Knoop também pode ser usado nas condições acordadas por ambas as partes do acordo. A faixa aplicável de força de teste pode ser {{0}},9807~9,807N (0,1~1kgf).
O gradiente de dureza é medido em dois ou mais locais mediante acordo entre as partes do acordo. Os resultados da medição em cada local devem ser desenhados como uma curva de mudança de dureza relativa à distância da superfície.
A posição da medição de dureza é mostrada no método de tabela na Figura {{0}}. Dentro da largura W de 1,5 mm, a dureza Vickers é medida em uma ou mais linhas paralelas perpendiculares à superfície. A distância entre essas linhas paralelas deve atender aos requisitos padrão do teste de dureza Vickers. A distância (Δd) entre cada dois recuos adjacentes não deve ser menor que os tempos normais da diagonal do recuo. A diferença de distância (d2-d1) entre os centros das reentrâncias sucessivas e a superfície não deve exceder 0,1mm. A precisão da medição da distância do centro da reentrância à superfície deve estar dentro de ± 25 μm.
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A distância centro-superfície do primeiro recuo (d1) na superfície deve ser pelo menos 2,5 vezes a diagonal do recuo de dureza Vickers.
Com base nos dados medidos, a curva mostrada na Figura 2-4 pode ser desenhada e a profundidade da camada endurecida correspondente pode ser obtida com base nas definições de várias profundidades da camada endurecida.
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2.2 Determinação da profundidade da camada endurecida temperada ou carbonitretada de peças de aço
A profundidade da camada endurecida de têmpera carburada ou carbonitretada de peças de aço (maior que 0,3 mm) é geralmente medida usando o método especificado em GB/T 9450-2005 "Determinação e Verificação da Profundidade do Carburizado e camada endurecida temperada de peças de aço". Este método É também o único método de arbitragem.
2.2.1 Definição da profundidade da camada endurecida de cementação e têmpera
GB/T 9450-2005 estipula que a distância vertical da superfície da peça até o ponto onde o valor de dureza Vickers é 550HV1 é a profundidade da camada endurecida de cementação e têmpera. Este 550HV1 é chamado de valor limite de dureza. Esta definição se aplica à peça que foi cementada ou carbonitretada e temperada, e o valor de dureza na profundidade da camada endurecida de têmpera da superfície (definida como o centro) é inferior a 450HV. Quando o ponto for superior a 450HV, um valor específico superior a 550HV (com 25HV como primeiro nível) deve ser selecionado como dureza limite. Se o valor da dureza do núcleo neste local for 470HV, o valor limite da dureza deverá ser definido como 575HV. Caso haja outro acordo técnico, as disposições do acordo serão implementadas.
2.2.2 Determinação da profundidade da camada endurecida pelo método de dureza
Use uma carga de {{0}},9807~9,807N (comumente usada: 0,9807~2,942N) para medir a curva de gradiente de dureza da superfície para o interior de acordo com o método introduzido na Seção 2.1. Geralmente, duas ou mais curvas de dureza devem ser medidas em posições acordadas por ambas as partes. Determine a distância da superfície da peça onde o valor da dureza é um valor definido (como 550HV ou o valor de dureza Knoop correspondente) com base em cada curva, conforme mostrado na tabela da Figura 2-4. Quando a diferença entre cada valor for menor ou igual a 0,1mm, o valor médio é considerado como a profundidade da camada endurecida. Se a diferença for superior a 0,1mm, o teste deverá ser repetido.
Sob a condição de que a profundidade da camada endurecida de cementação e têmpera tenha sido determinada aproximadamente, o método de interpolação pode ser usado para verificação. Na posição onde a distância da superfície é menor que a profundidade estimada da camada endurecida d1 e maior que a profundidade estimada da camada endurecida d2
(O "de d{{0}} d1 não deve exceder 0,3 mm"). Meça pelo menos 5 valores de dureza (valor médio) em cada um deles. As fotos são respectivamente. A profundidade da camada endurecida (CHD) pode ser obtida de acordo com a fórmula de interpolação (2-1):
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Na fórmula, d1 —— a distância da superfície que é menor que a profundidade da camada endurecida;
d2 ———A distância da superfície que é maior que a profundidade da camada endurecida;
Figura - média aritmética dos valores de medição de dureza em d1 e d2, conforme Figura 2-5;
Imagem - o valor limite de dureza (geralmente 550HVI).
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2.2.3 Método para expressar os resultados da medição da profundidade da camada endurecida de cementação e têmpera
De acordo com as condições do teste de dureza, a profundidade da camada endurecida de cementação e têmpera é expressa da seguinte forma:
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2.2.4 Método metalográfico para determinação da profundidade da camada endurecida de cementação e têmpera
Ao medir a profundidade da camada endurecida pelo método metalográfico, recomenda-se a utilização de um microscópio metalográfico no qual a profundidade da camada endurecida ocupa 1/3~2/3 do campo de visão.
O método metalográfico é geralmente medido na superfície de teste metalográfico da seção transversal normal da amostra carburizada sob condições de resfriamento lento (estado de equilíbrio). Não existe um padrão industrial rigoroso e unificado para o método de cálculo específico da profundidade da camada endurecida endurecida e temperada. Geralmente é baseado na matéria-prima. (Aço carbono, aço-liga) e tecnologia podem ser divididos em 3 métodos, consulte a Tabela 2-1.
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Embora garanta que a peça de trabalho tenha uma zona de alto carbono suficientemente profunda, também é geralmente necessário que o gradiente de concentração de carbono na zona de transição da camada carburada não seja muito grande para retardar a mutação de tensão entre a camada carburada e a matriz . Portanto, é geralmente necessário que a soma da camada hipereutetóide e da camada eutetóide represente aproximadamente 50% a 75% da camada de permeabilidade total.
2.2.5 Determinação da profundidade superficial da camada endurecida carburada
Para peças de trabalho com profundidade de camada endurecida carburizada (carbonitretação) abaixo de 0,3 mm, o método acima não é aplicável, mas GB/T 9451-2005 "Determinação da profundidade total da camada endurecida ou profundidade efetiva da camada endurecida de espessura fina camadas superficiais de peças de aço" devem ser usadas. método prescrito. Esta norma estipula que a distância da camada endurecida medida na direção vertical da superfície da peça até o valor de microdureza especificado é chamada de profundidade efetiva da camada endurecida, e a distância medida da camada endurecida sem alteração significativa no valor de microdureza é chamada de profundidade total da camada endurecida.
O método de medição específico e o método de expressão são os mesmos de GB/T {{0}}, mas a carga usada para o teste de dureza Vickers geralmente deve ser 1,97N (0,2kgf) e 2,94N ( 0,3kgf).
2.3 Determinação da profundidade da camada nitretada de peças de aço
A determinação da profundidade da camada de nitretação (nitrocarbonetação) de peças de aço é geralmente realizada de acordo com GB/T 11354-2005 "Peças de aço - Determinação da profundidade da camada de nitretação e inspeção de estrutura metalográfica". Métodos de medição específicos incluem método de dureza, método metalográfico e método de fratura. Entre eles, o método da dureza é o método de arbitragem.
2.3.1 Definição da profundidade da camada de nitretação
A profundidade da camada de nitretação (nitrocarbonetação) é a soma da camada composta superficial e da camada de difusão.
Definido pela dureza: A distância vertical medida da superfície da amostra até um ponto 50HV superior ao valor de dureza Vickers do substrato é a profundidade da camada de nitretação.
Para peças onde a dureza da camada nitretada de aço carbono ou aço de baixo teor de carbono e baixa liga muda muito suavemente, a profundidade da camada nitretada pode ser definida como a distância da superfície ao longo da direção vertical da superfície onde a dureza Vickers é 30HV superior à dureza Vickers da matriz. Caso haja outro acordo técnico, as disposições do acordo serão implementadas.
2.3.2 Determinação da profundidade da camada de nitretação pelo método de dureza
O método de dureza é usado para medir a profundidade da camada de nitretação. A dureza Vickers é usada de acordo com o padrão (a dureza Knoop também pode ser usada). A força de teste é {{0}}.9807~9.807N, e 0.9807~2.942N é geralmente usado.
A profundidade da camada de nitretação é baseada na dureza básica da peça. É necessário que o valor médio (com precisão de 10 dígitos) dos 3-valores de dureza pontual medidos a 3 vezes a profundidade da camada de nitretação da superfície seja a dureza base medida.
