钢脱碳层深度测定

脱碳层深度测定
    钢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：
    C十2H2—CH4    (4—5)
    C十02—C02    (4—6)
    C十CO2—CO    (4—7)
    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。
    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、馅滚珠轴承钢、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。各种钢的技术标准均要求检验脱碳情况，井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／T 224  贩87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。硬度法是测量截面上显微硬度的变化，从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，也是常规脱碳检验中的重要于
段．但测量误差较大，数值常偏低，入保证测量精度，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。下团土要介绍金相检验法。
    脱碳层分为全脱碳层和部分脱碳尼两种．总脱碳层为二者深度之和，即从产品表面到碳含量等于基体碳含量的那一点的距离。总体是指钢材及答件未脱碳部伦。根据钢种技术条件的要求，有的测量总脱碳层．有的测量全脱碳层，但大多是测量总脱碳层。天特别声明时，应测量总脱碳层。
    使用金相法时，脱破层判定的根据：
    (1)全脱碳层  系指组织状态完全(或近似于完全)容易测量，一般从表面旦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的含碳量末减少处的深度，例如，亚共析钢是指在全脱碳层以后到铁索体相对量不冉变化为止，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。
    应指出的是，金相法只适用于具有迟火组织(或铁素体—珠光体)的钢种。对于那些经淬火、回火、轧制或锻制的产村，由1—不是平衡组织．使用余相法测量可能不够准确，甚至不能采用。
    脱碳层深度的测定方法在我国国家标准GH门’224  1987《钢的脱碳层深度测定法》
中已有规定。  卜面就金相法测定脱碳层深度提出JL点适意多项。
    (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／T 224—1987方法标淮小规定．对衙“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。对高碳铬轴承钢、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J；大于2(]mm的方钢)要检测整个周边；对于大试样(直径大于25mm的回钢或边长大于20咖的方钢)，为保证取样具有代表性，可截取试样向。‘截面的几个部分，以保证检测周长个小于历mm。
    (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，必要时也可选用其他倍数。但须注意的是，R镜测微尺的刻度必须用物镜测微计(尺)校正。脱碳层深度单位以毫米计算。
    弹簧钢、高碳铬轴承钢、工具钢的质量技术标PR中对于脱碳层深度的要求较为严格。
    对于弹簧钢，按照GB／t 1222-1984标准中的基本质里技术要求规定：钢材的总脱碳层(铁亲体十过渡层)深度，每边不得大于表4—2的规定(扁钢脱碳层在宽面检查)或双方协议。
    冷拉(轧)因钢表面每边总脱碳层深度不得越过公称直径的1％。
    高碳铬轴承钢管脱碳层规定如下：冷轧(拉)钢管内表面和外表面每边总脱碳层深度均不得大于o．30咖；热轧钢管内表面和外表面每边总脱碳层深度不得大于o．50mm热轧剥皮钢管内表面和外表面每边总脱碳层深度分别不得大于o．50mm和o．20mm。经剥皮、磨光或机械加工的钢材，表面不得有脱碳。
    对于碳素：[具钢，按照G月／T1298一1986标准中的基本质量技术要求规定：钢材应检验脱碳层深度，热轧和锻制钢材一边总脱碳层深度应不大于(o．25十L 5％D)删，(D为钢材截面公称尺寸)；扁钢和截面尺寸大于100删的钢材，总脱碳层深度由供需双方协议规定，扁钢的脱碳层深度在宽面上检查；冷拉钢材截面尺寸不大于16mm时。一边总脱碳层深度应不大于1．5％D，截面尺寸大于16删时，一边总脱碳层深度应不大于1．3％D3;供高频淬火用的冷拉钢材，一边总脱碳层深度应不大于1％D5银亮钢不允许有脱碳。

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