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干货,钢材如何检测脱碳层深度指标?_拜恩检测-专业第三方检测机构

发表时间:2019-09-17   来源:

钢材在加热和保温过程中,由于周围气氛(如氧、水蒸气和二氧化碳)对其表面所产生的化学作用,以及其表面碳的扩散作用,而使其表层碳含量降低的现象称为脱碳。脱碳是钢材的一种表面缺陷,对于大多数工业用钢,特别是含碳较高的工具钢、铬滚珠轴承钢、弹簧钢以及某些重要用途的中碳结构钢,对脱碳层深度均严格加以限制。所以脱碳层深度指标对于钢材检测来说很重要。

脱碳层

 

一、钢材脱碳层深度检测原理

脱碳的过程是钢中的碳在高温下与氢或氧作用生成甲烷或一氧化碳,其脱碳反应可用下列反应式表示:

 

脱碳时,一方面是氧向钢内扩散,另一方面是钢中的碳向外扩散,两者结合成一氧化碳使钢的表层碳含量减少。

 

二、钢材脱碳层深度检测标准及方法

各种钢材的技术标准均要求检验脱碳情况,并对允许的脱碳层深度作出明确规定。测定脱碳层深度的方法纳入GB/T224-2008《钢的脱碳层深度测定法》的有金相法、硬度法、碳含量测定法三种,各有其独具的用途和局限性。

 

碳含量测定法(剥层化学分析法)能得到很高的测量精度,但费时且成本高,通常只用于研究工作。硬度法是测量钢材截面上显微硬度的变化,从钢材检测试样边缘到硬度达到平稳值或技术条件规定的硬度值为止的深度为脱碳层深度。此法结果比较可靠,是常用的检验手段。金相法设备简单,方法简便,也是常规钢材脱碳检验中的重要手段,但测量误差较大,数值常偏低,为保证测量精度,操作者应在每个试样上至少进行五次以上的测量,取它们的平均值作为脱碳层深度。

 

 

三、钢材脱碳层深度检测-金相检验法原理分析

使用金相法时,检测钢材脱碳层判定的根据:

1、全脱碳层系指组织状态完全(或近似于完全)是铁素体这一层金属。全脱碳层容易测量,一般从表面量至出现珠光体组织为止。

 

2、部分脱碳层指的是全脱碳层以后到钢材的含碳量未减少处的深度。例如,亚共析钢是指在全脱碳层以后到铁素体相对量不再变化为止,过共析钢是指在全脱碳层之后至碳化物相对量不再变化为止。

 

3、总脱碳层从表面量至与原组织有明显差别处为止。

 

4、应指出的是,金相法只适用于具有退火组织(或铁素体!珠光体)的钢种。对于那些经淬火、回火、轧制或锻制的钢材产品,由于不是平衡组织,使用金相法测量,可能不够准确,甚至不能采用。

 

四、钢材脱碳层深度检测-金属检验法注意事项

脱碳层深度的测定方法在我国国家标准GB/T224-2008《钢的脱碳层深度测定法》中已有规定。下面就金相法测定脱碳层深度提出几点注意事项。

 

(1)试样的抛光面应为横截面,并必须垂直于钢材表面。因为只有这样才能比较充分地观察和找到脱碳层最严重的部位而加以测定;同时不至于使测得的脱碳层厚度较实际偏高。

 

(2)取样时要注意到容易发生脱碳的部位。检验时应沿试样脱碳的边缘逐一观察,应尽可能地做到观察可能发生脱碳的全周边。

 

(3)GB/T224-2008方法标准中规定,对每一试样,在最深均匀脱碳区的一个显微镜视场内,随机进行最少五次测量,取平均值作为总脱碳层深度。对轴承钢、工具钢仍然将最大的总脱碳层深度作为该钢材的总脱碳层深度。

 

(4)小试样(直径不大于25mm的圆钢,或边长不大于20mm的方钢)要检测整个周边;对于大试样(直径大于25mm的圆钢或边长大于20mm的方钢),为保证取样具有代表性,可截取试样同一截面的几个部分,以保证检测周长不小于)35mm。

 

(5)试样的腐蚀,可以较检验一般金相组织时深一些。

 

(6)测定脱碳层,一般是在100倍金相显微镜下进行的,必要时也可选用其它倍数。但须注意的是,目镜测微尺的刻度必须用物镜测微计(尺)校正。脱碳层深度单位以mm计算。

 

 

 

 

 

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