用维氏硬度法测渗碳、碳氮共渗渗层深度的几点说明

HB5493—《航空钢制件渗碳、碳氮共渗渗层深度测定方法》已经颁布实施。HB5493是HB5023—《钢的渗碳、碳氮共渗、氮化层深度测定方法》中《钢的渗碳、碳氮共渗渗层深度测定方法》部分的修订版。内容上除保留原标准中高倍组织测定法、低倍组织测定法及断口测定法外,增加了用维氏硬度法测渗层深度,并且是推荐     

碳含量对AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗性能的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行了不同C2H2含量下的离子碳氮共渗,利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、x射线衍射仪和显微硬度计测试了经碳氮共渗处理后试样改性层的截面形貌、渗层成分、相组成和力学性能.结果表明低温下离子碳氮共渗可以同时获得性能好的γc相和γn相,且最大含量分别出现在不同深度;气氛中C2H2含量为3%时,渗层厚度最大,表面显微硬度最大.     

V-5Cr-5Ti合金富钛相析出区的显微维氏硬度测试

为探索利用金属显微维氏硬度计测试合金微区成分偏聚区硬度变化的可行性,采用金属显微维氏硬度计,结合纳米压痕试验技术和激光共焦显微镜压痕深度轮廓曲线测量法,测试了V-5Cr-5Ti合金富钛相析出区的硬度变化。结果表明:机械磨光使V-5Cr-5Ti合金试样表面形成明显的硬化层,采用草酸水溶液的电解蚀刻方法不仅能显示出完整的组织特征,还可以有效去除该硬化层,合金中富钛相析出区比非析出区的硬度提高约12%。     

气体催渗氮化工艺试验及其应用

在普通气体氮化炉中加入海绵钛、三氧化二铬、氯化铵作催化剂进行气体催渗氮化工艺试验。用金相显微镜观察了试样的金相组织;用维氏硬度计或表面洛氏硬度计测定了试样的表层硬度;用 x-射线结构分析仪和电子探针仪测定了渗层的相结构和成份。试验结果表明,表层已有微量钛渗入,因此提高了氮化层的硬度。我们初步试验了气体催渗工艺参数对渗层的影响,得出了催化剂的配方;与原有普通气体氮化相比,它具有表面硬度高、耐热和耐腐蚀性能好等优点,同时缩短氮化周期约3—4倍。经五年多的实际生产应用,氮化了各种精密零件,效果良好。     

硬度法测定渗氮层深度结果的测量不确定度评定

主要以综合评定法对硬度法测定渗氮层深度结果的测量不确定度来源进行了分析,分别讨论了硬度法测定总渗氮层和有效渗氮层深度由于界限硬度值要求不同,导致引入的标准不确定度分量不同,并对每个标准不确定度分量进行了评定。结果表明:在相同试验条件和方法下,硬度法测定总渗氮层深度结果测量不确定度明显小于硬度法测定有效渗氮层深度结果测量不确定度。其原因在于试验测定结果重复性引入的标准不确定度分量是硬度法测定总渗氮层深度结果测量不确定度主要来源;而硬度法测定有效渗氮层深度结果测量不确定度主要来源却是由计算模型中插入的界限硬度值引入的。另外,采用硬度法测定深度,应注意硬度计工作台移动的分度值和垂直度偏差对测量结果的影响。     

硬度法测定渗氮层深度结果的测量不确定评定及分析

主要以综合评定法对硬度法测定渗氮层深度结果的测量不确定度来源进行了分析,分别讨论了硬度法测定总渗氮层和有效渗氮层深度由于界限硬度值要求不同,导致引入的标准不确定度分量不同,并对每个标准不确定度分量进行了评定。结果表明：在相同试验条件和方法下,硬度法测定总渗氮层深度结果测量不确定度明显小于硬度法测定有效渗氮层深度结果测量不确定度。其原因在于试验测定结果重复性引入的标准不确定度分量是硬度法测定总渗氮层深度结果测量不确定度主要来源;而硬度法测定有效渗氮层深度结果测量不确定度主要来源却是由计算模型中插入的界限硬度值引入的。另外,采用硬度法测定深度,应注意硬度计工作台移动的分度值和垂直度偏差对测量结果的影响。     

丙烷浓度对45钢离子碳氮共渗的影响

首次以丙烷作为供碳剂对45钢进行离子碳氮共渗。利用金相显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究了丙烷浓度对试样截面形貌、物相组成和表面硬度的影响。结果表明:随丙烷浓度的增加,化合物层厚度和表面硬度均呈现先增大后减小的趋势。当丙烷浓度为1.5%时,510℃离子碳氮共渗4h后,化合物层厚度和表面硬度分别达到最大值40μm和779HV0.05,同时得到以ε相为主,并伴有极少量渗碳体的最优物相组成。当丙烷浓度超过1.5%时,化合物层厚度和表面硬度均下降,这是由于渗碳体相含量随丙烷的增加而增加,并当丙烷浓度为2.5%时渗碳体成为主要物相,从而阻碍了C、N原子向基体内的进一步扩渗。     

维氏硬度计常见故障及修理

正维氏硬度计采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度d,通过查表得到维氏硬度值。维氏硬度计广泛应用于工业生产和教学科研,是机械工业生产中广泛采用的硬度测量仪器,使用率高,故障发生也较多。一、试验力超差对于负荷较大的通过杠杆砝码产生试验力的维氏硬度计,试验力可以通过以下两种方式调整:一是调整杠杆前部的游砣,调整范围比较小;对于试验力偏差较大的硬度计则需要通过调整杠杆尾部的螺杆来改变杠杆比,从而实现对试验力的调整。     

氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响

目的 针对目前我国航空航天、汽车等领域高端制件精密锻造用模具钢离子渗氮表面改进过程的技术瓶颈,通过开展不同氮氢比条件下的工艺试验,揭示离子渗氮过程中不同的氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响规律。方法 在真空离子氮化炉中,对UNIMAX钢进行温度为500 ℃、压力为250 Pa、不同氮氢比气氛条件下的离子渗氮试验。并采用显微硬度计、显微维氏硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、X射线应力分析仪对上述不同离子渗氮处理后的渗氮层表面硬度、渗层深度、渗层组织、渗层物相组成、表面残余应力、表面脆性进行表征与分析。结果 随着渗氮气氛中N2浓度的降低,渗层深度逐渐减小,扩散层中氮化物组织均匀性逐渐增大,渗层组织中脆性相ε?Fe2,3N相对含量下降,韧性相γ’?Fe4N相对含量提高。表面硬度明显提高,当V(N2)∶V(H2)=1∶1时,最大值可达1 153HV0.2。结论 当V(N2)∶V(H2)=1∶3时,渗层表面硬度与韧性展现出较好的匹配度,在该工艺下可以获得最佳的渗层组织。     

基于Labview的显微维氏硬度压痕测量系统的开发

本文在显微维氏硬度计的基础上通过Labview软件设计维氏硬度测量系统,实现对压痕对角线长度的测量,进而可以直接求得维氏硬度值。其中压痕采用三种测量方法获取对角线长度,通过三种方法的比较分析寻求最优测量法。该测量系统实现了硬件结构与软件平台的完美对接,硬度计通过设计改良,确保压头在与试样接触时试样处于水平状态,有效避免压痕结果出现误差。Labview软件平台界面清晰明了,操作过程简洁,具备进一步开发的潜能。     

45钢奥氏体氮碳共渗的组织结构及摩擦学性能

利用流体法研究了对４５钢铁素体及奥氏体作氮碳共渗处理的工艺；为便于比较，同时对４５钢进行了淬火＋低温回火处理。通过金相观察，显微硬度和Ｘ射线衍射分析，测定了两种氮碳共渗系数及耐磨性能，并使用轮廓仪测定了试样表面的粗糙度。结果表明，奥氏体氮碳共渗后试样表面的化合物层由两层组成，表层为Ｆｅ３Ｎ次表层为富含氮、碳的马氏体及奥氏全；而经铁素体氮碳共渗处理的试样，其表面的化合物层只有一层（由Ｆｅ３Ｎ及少量的     

硬化工艺对双辉渗银不锈钢膜层结构及性能的影响

不锈钢双辉渗银处理获得的渗银层硬度较低且不耐磨,因此设计硬化方案对渗银不锈钢进行硬化,以改善其耐磨性。采用等离子氮碳共渗技术进行渗银层的改性工作,对不同工艺下膜层的微观形貌、成分及物相构成进行了分析,并对比了其硬度及磨损性能。两种硬化工艺下测得的硬度及磨损试验数据如下:渗银处理(×3h)+渗氮碳处理(×10h)工艺制备的试样表面硬度值为283HV0.025,15s,平均摩擦系数为0.4287,磨损失重为12.9mg;渗氮碳处理(×10h)+渗银处理(×3h)工艺制备的硬度值为544HV0.025,15s,平均摩擦系数为0.4266,磨损失重为11.5mg。可以看出渗银处理(×3h)+渗氮碳处理(×10h)工艺未提升渗银不锈钢的表面硬度,渗氮碳处理(×10h)+渗银处理(×3h)工艺将渗银不锈钢的表面硬度提升了近1倍。两种硬化工艺对渗银不锈钢的耐磨性能略有改善。     

氮势对奥氏体不锈钢离子渗氮性能的影响

对AIS1304奥氏体不锈钢进行了不同氮势的离子渗氮,利用金相显微镜、轮廓仪、摩擦磨损试验机、X射线衍射仪和显微硬度计测试了经渗氮处理后试样改性层的截面形貌、微观结构、相组成和力学性能,并与未渗氮的试样进行了比较。结果表明：随着氮势的增加,试样表面的渗层深度、磨损程度、显微硬度呈规律性变化;X射线衍射分析表明：低氮势容易形成S相,高氮势有利于氮化物的形成。     

稀土催渗对耐蚀氮化的影响

针对Q235钢采用常规气体氮化,其耐腐蚀性能日渐不能适应工程应用要求的问题,探索了添加稀土催渗剂对Q235钢进行稀土催渗氮化的方法.详细研究了渗氮工艺对氮化层厚度的影响.测量了渗氮试样表层硬度沿渗层深度的分布及耐蚀性能与渗氮工艺的定量关系.所有实验与观察均为稀土与常规2种渗氮试样在相同条件下平行操作并做对比分析.采用X光荧光谱仪测量了渗层稀土元素的分布.用X射线衍射仪测量了渗层的相组成.用金相显微镜观察了2种渗氮试样的显微组织.研究结果得出,稀土催渗氮化比常规氮化显著增加了氮化层的厚度,其显微硬度与耐腐蚀性能大幅提高.600℃下渗氮2 h为最适宜的稀土氮化条件.     

QPQ盐浴复合处理技术对3Cr2W8V钢组织和性能的影响

QPQ盐浴复合处理是一种新的金属盐浴表面强化改性技术,将QPQ技术应用干3Cr2W8V钢,利用OM、SEM、显微硬度计、X射线衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站分别对QPQ渗层的显微组织、化学成分、显微硬度,物相,耐磨性和耐蚀性进行了分析研究.结果表明,QPQ渗层表面平整,当盐浴氮碳共渗时间一定时,随着氮碳共渗盐...     

碳氮马氏体和含氮马氏体在回火过程中的硬度变化

测试了20Cr2Ni4A钢820C碳氮共渗层中的碳氮马氏体低温回火时的硬度变化和工业纯铁经680C氮碳共渗后渗层中的含氮马氏体回火过程中显微硬度的变化。     

金属材料维氏硬度试验测量不确定度的评定

金属材料维氏硬度试验的测量不确定度主要来源于试验力、标准硬度块、压痕对角线长度的测量以及硬度计本身、试验结果的数值修约等。根据GB/T 4340.1-2009对硬度计和标准硬度块的要求,结合生产实际,计算了不同试验力下维氏硬度试验的测量不确定度。结果表明:硬度计的最大允许误差引起的测量不确定度所占的权重最大;对于同一维氏硬度,试验力越大,维氏硬度试验的测量不确定度则越小,因此在日常检测中,在满足要求的情况下,应尽可能选择较大的试验力,减小测量不确定度,使试验结果更加准确可靠。     

PIII技术制备c-BN硬化层

采用一种新型的等离子体浸没式离子注入技术(PIII)在渗硼后的50Mn钢试样上制备出了厚度为0.15~0.2mm的立方氮化硼(c-BN)表面硬化层。经X光电子能谱(XPS)和X光衍射分析(XRD),发现硬化层中的组织有立方氮化硼(c-BN)、六方氮化硼(h-BN)、B2O3、FeB和Fe2B。在表层60nm的深度范围内,c-BN的含量较高。采用球盘式无润滑滑动摩擦试验和维氏显微硬度试验分别对渗硼+PIII复合处理以及单独渗硼的50Mn钢试样的性能进行了对比试验。结果表明,与单独渗硼的试样相比,渗硼+PIII复合处理的试样具有高得多的硬度(高达Hv0.1N44GPa)和耐磨性。该项技术在电缆压模上进行了应用试验,获得了较好的应用效果。     

金属材料表面改性技术—奥氏体氮碳共渗的进展

国际热处理联盟专用木语委员会已经将氮碳共渗正式定义为化学热处理(以前称为软氯化),它可用于金属零件,以形成表面氮碳富集的化合物层,并在该层下面形成富氮扩散区。铁素体氮碳共渗是在Fe-N-C三元系共析温度之下(即低于580℃)进行的,其扩散区处于铁素体状态,旨在使金属零件表面具有良好的耐磨性、抗疲劳与抗腐蚀性能。但是,普通碳钢经处理后,化合物层下面不具备明显硬化层。奥氏体氮碳共渗是在590～720℃进行的奥氏体状态处理,此时共     

角焊缝维氏硬度压痕直线行排列试验的新操作方法

根据设计和标准的要求,在角焊缝中心位置45°角处均匀测量维氏硬度,必须保证硬度压痕间隔为1 mm,角焊缝、热影响区和母材等部位的维氏硬度压痕呈直线行排列。笔者选用了HV-120型维氏硬度计,载荷98 N。为了达到标准要求,在硬度计工作平台上放置两块方型磁铁,以固定试样上、下不可移动,用游标卡尺的精度来保证压痕的间隔为1 mm,用45°角的三角板来确保角焊缝的中心线为45°。用这种方法进行维氏硬度试验,操作简单,压痕成为直线行排列均匀,测试结果准确可靠,满足了设计和标准的要求。