白亮层深度测量方法

zhangxiang001

请教各位。在软氮化后材检时，对白亮层深度进行测量应该测最浅处还是最深处？

孤鸿踏雪

请教各位。在软氮化后材检时，对白亮层深度进行测量应该测最浅处还是最深处？
zhangxiang001 发表于 2011-6-20 13:37

    你可以消化一下GB/T11354—2005或GB/T8539—2000

zhangxiang001

我这里只有GB/T11354—1999，上面只讲述了渗氮层深的测量方法并没有说明白亮层的具体测量方法，能提供一份2005吗？谢谢！

zhangxiang001

刚看了2005也没有作具体说明。

孤鸿踏雪

刚看了2005也没有作具体说明。
zhangxiang001 发表于 2011-6-20 16:26

    自己到【热处理及相关标准库】的【国家标准】去下载。

ZX771

回复 1# zhangxiang001
白亮层最薄处不能低于所要求范围的下限，最厚处不超过上限才算合格。

zhangxiang001

回复  zhangxiang001
白亮层最薄处不能低于所要求范围的下限，最厚处不超过上限才算合格。
ZX771 发表于 2011-6-20 20:16

    可是我们的技术要求上是要求≥12微米，没有对最薄和最厚处做要求，这可如何界定呢？还是取平均值？
我在国标上查过也没有详细的说明化合物层的检测标准，只有氮化层深的测量标准。
还望各位老师不吝赐教啊！

whaizhang

回复 7# zhangxiang001
那估计就是最小的地方也大于12微米了

ZX771

回复 7# zhangxiang001
你们的技术要求上是要求≥12微米，那么这个12微米就是下限值，化合层（白亮层）最浅的地方低于该值就定义为不合格，平均值不可取。假定某处厚度为0另一处24微米这样平均下来的12微米算合格的话，试问厚度为0的地方能满足使用性能吗？这应该属很一般的逻辑问题按常理就能得到答案的，所以没有谁将此也载入标准文件中去了。

zhangxiang001

回复 9# ZX771


谢谢老师赐教！同时也有另一个问题请教：对材料性能和寿命起主导作用的是化合物层还是扩散层呢？我厂热处理后的曲轴要经过二次抛光处理，抛光后再对化合物层深度进行检查发现抛光后层深损失均值约为5.34μm，那么说明化合物层磨损的还是比较快的，是不是扩散层更加重要呢？那测量化合物层的深度是不是因为扩散层深度测量起来比较麻烦，所以根据化合物层深来大致判定扩散层深呢？接触氮化工艺时间不长疑惑比较多，还望老师们帮答疑解惑！

aaron01

我不赞成按照9楼高工的白亮层评价方法，我认为一般情况不应该按照视场最薄的地方来定义白亮层厚度，举个简单例子，如果是球铁做软氮化，表面的石墨团肯定会有，难道能让石墨长出白亮层来吗？此时怎么判？
另外，铁素体基体材料容易得到较厚的白亮层，但如果是铁素体和珠光体混合组织的话，在表面珠光体区和铁素体区白亮层厚度会有较大差异，此时用最薄的珠光体区域白亮层厚度来评价，似乎也不是很妥当。
我认为，白亮层如何评价，是取平均值还是按最小值，最好能与客户进行沟通，达成一致意见，这样比较稳妥。

zhangxiang001

刚刚问了下日本技术支援者，他们给的答复是取平均值，因为最大值和最小值有很大偏差。我们的材料是S35C钢。

aaron01

和我司现行标准一致，我们就是在一个视场取5点平均值的，就是因为偏差大。当然这样的检测方法是和我们的客户进行充分讨论后，以书面形式确定下来的，这点很重要。
从楼主照片也可以看出这一点，白亮层下面是铁素体组织的话，明显会比珠光体组织的要来得厚。如果是SPCC类的低碳钢，均匀性就要好很多。

zhangxiang001

多谢楼上专家解答。对材料性能和寿命起主导作用的是化合物层还是扩散层呢？

aaron01

我以为一般软氮化就是以获得白亮层为主要目的，白亮层具有高硬度，高耐磨性，良好的抗咬合性和减小表面摩擦系数等特点，但也不宜太厚，太厚容易出现疏松等问题，反而引起硬度下降。
你的技术要求大于12微米，不知道是指抛光后还是抛光前？最好与客户也确认一下，不管怎么样，我个人认为抛光抛得有点多了，最好是研磨一两个微米就OK了。
如果12微米是指成品要求的话，你应该把白亮层继续做得更厚才行。

ZX771

回复 12# zhangxiang001
        白亮层深度相差很大就取平均值，这是恐怕是建立在业务往来关系上的一种相互照应，或者说是某种妥协罢了。或许指标定得本来就过高了，零件任何技术指标的制定其下限都是基于满足起码的服役条件而设定的，某处低于这个要求就会导致这里提前损坏牵连零件早期失效，道理是很浅显的。球铁材料表面化合层在石墨处间断，这是材料基体的不连续性造成，与渗氮组织不均匀不能混为一谈，更不能将此处的0与他处平均，我想这也是起码的常识吧。
    我在从事内燃机曲轴生产时涉及QT700,做的是气体氮碳共渗，温度在540~560°C，炉中预置氯化铵覆砂作为表面洁净剂，要求只有白亮层≥10μm一项，渗氮后轴颈部用砂带抛白，只在试片上检查白亮层工件实物上最终能得到多少当时没有探究，但你提到的扩散层的作用是肯定 存在的  ，我现在涉及的产品是螺旋传动机构的丝杆，材料为合金调质钢。技术要求是渗氮层0.3mm以上，为保证精度热后留有单边0.15mm磨量，可以说留不下白亮层就不作白亮层深度要求了，检验采用试片在显微硬度计上校核渗氮层深度，建议你不妨用随炉试片用显微硬度法测量一下心里留底。

aaron01

我想要提醒楼上高工的是，有时候一些我们自认为是很浅显的道理，未必是正确的。就拿你所熟悉的球铁软氮化处理而言，如果真像你所说的某处低于白层要求就会引起零件早期失效，那么就根本不应该用球铁这样的材料，表面的石墨既不能形成白层，更是软相，比没有热处理的钢铁表面更软，设计人员如此设计就不怕早期失效吗？我不是产品设计人员，但我知道球铁软氮化处理在发动机、变速箱、差速器、轴承等零部件上应用是非常广泛的。可见你所说的浅显的道理还真未必就是真理。
说到常识，我认为客户的标准和要求高于一切标准这一常识我们时刻不能忘记，TS16949里对这点有明确的描述。这里再举个例子，渗碳的硬化层测量我们国家的国标是以550HV硬度点出现位置来评价，美国是按50HRC对应位置来评价，如果有个客户要求你按照610HV来判，你能说他是错的吗？我们只有按照客户的要求来做，没有权利对客户的标准说三道四！一旦对标准有不清楚的地方，多问问客户总是不错的，切忌想当然。
话题再回到白层的均匀性问题上来，对于很多材料而言，尤其是铁素体和珠光体混合组织的材料，如球铁、中碳钢、中碳合金钢等，白亮层不均匀的原因既不是设备问题，也不是工艺问题，是客观存在的材料特性造成的，有时候这种差异还是非常大的，因此尽管没有一个国家或行业标准来规定白层测量取平均值，但很多国外大企业都不约而同地在其内部企业标准上非常明确地规定了按平均值测量，我所知道的美国通用汽车、日本的GKN公司等都在企标里这样规定，当然也包括我们公司，这绝不是客户与供应商之间的妥协、照应，通用汽车在全球有多少家热处理供应商？怎么可能单单给你一家妥协呢？

zhangxiang001

同意顾客就是上帝的说法！学习了！
"球铁这样的材料，表面的石墨既不能形成白层，更是软相，比没有热处理的钢铁表面更软，设计人员如此设计就不怕早期失效吗？"
不会早期失效的机理又是什么呢？是不是由石墨的特性决定的？
石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：1） 耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。2） 导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。 石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。3） 润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。4） 化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。5） 可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。 6） 抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

一张餐巾纸

这个问题，历来都有争议。国家相关标准中并没有解决，确实该讨论一番。正因为有‘aaron01’专家所指出的一些问题存在，所以国家标准中(刻意？)回避了给于明确的规定。
   国外对氮碳共渗的白亮层厚度大都是限制其上限值，即‘≤’。
   如果在氮碳共渗中，我们能够将较厚白亮层所引发的疏松和脆性增大等问题解决得比较好 ( 注：已经有学者关注了这方面的问题，并有所进展 )，在可行的前提下，要求白亮层‘≥’，也许成为一片新垦荒出来的沃土。

ZX771

回复 18# zhangxiang001

      恕我直言楼主必须注意：钢与铸铁在材料性质和使用场合是有区别的，我们限制了石墨形态、大小、数量在规定范围这个前提下，选用铸铁材料就是已经允许铸铁材料的不连续性，就不可能在石墨处测量渗氮白亮层，也不会将石墨与它处平均；但是钢材毕竟是钢材，对材料的夹杂物数量形态尚有着很严格的限制更不要提什么石墨了。如今钢的使用领域还有很多没有被铸铁替代，我认为保证钢材冶炼及热处理组织的连续均匀还是十分重要的。
   你的“上帝”要你把白亮层做到∫≥12μm，结果允许将＜12μm地方与它处平均计算得到12μm认作≥12μm，你问问自己真的做到了吗？即便通过交涉事实上你“赢了”，你还是需要谨慎对待，毕竟这个“赢了”得来有一点胜之不武，还是通过努力把需要做到的做到，哪天“上帝”不愿意平均了又怎么搞？或许拿给哪家不用平均都能做好的地方去做了。