关于心部硬度的界定

孤鸿踏雪

再回19#楼（合金）：能否描述一下你的工件形貌、尺寸？调质工艺？否则无法回复。

问学

我们现在许多渗碳件和高频件都有心部的要求，并且都是客户提出的。产品出口。心部的要求是一个影响产品使用寿命的重要指标

孤鸿踏雪

请问22#楼（问学）：你是如何理解这个“心部” 的？

问学

扬工你这么客气不好意思。我是这样的理解，这是强度和韧性的组合，是一种互补关系。特别是有冲击的情况。

问学

同时也是对心部组织的一个要求，硬度太低是不允许的。国内不超过5%心部铁素体有时客户还是不认可，没办法，现在是供大于求。

hxyyy

看了楼上的发言，应该是关于“芯部硬度”的吧，感慨说几句。
高强度螺栓（8.8S、10.9S)也有芯部硬度的要求，尤其是当l/d≤3时，可以用芯部硬度试验代替锲负载试验。GB/T 3632-2008明确10.9S级的维氏硬度为：最小数值312HV30、最大值367HV30；洛氏硬度最小值32HRC、最大值39HRC。
芯部硬度试验：在距螺杆末端等于一个螺纹直径的截面上、1/2半径处进行。验收时，如有争议，以维氏硬度（HV30)试验作为仲裁试验方法。同时，也指出表面硬度不应比芯部硬度高出30个维氏硬度值，10.9S的表面硬度不应大于390HV。

天山雪莲

关于“心部硬度”的界定，孤鸿专家在2楼讲得已经很清楚。楼上二位所说的“心部”可是只工件的几何中心？还是横截面上自表面沿直径方向的某一深度处？

天山雪莲

补充：孤鸿专家在15楼对于轴类零件的“心部”描述的也非常深入，值得参研！

问学

对，说的就是芯部硬度。可以用显微硬度来界定。

fcjyiong

15# 孤鸿踏雪
看到此贴，很高兴能与你探讨这个问题。贵司的前轴可能是供AK公司的，恰巧我司也有几种类似轴件。
先引用2个标准：第1个为GB/T 11354-2005 《钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验》，此标准有明确的基体硬度界限，即3倍硬化层深；
               第2个为GB/T5617-2005 《钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定》，此标准中有一条说明:3倍硬化层深度的硬度应低于极限硬
               度减100HV。此处是否可定为基体硬度界限？
参照上述标准，个人以为，轴类件在无具体规定的情况下，应以硬化层深度来界定心部硬度区域，即3倍硬化层深度处为宜。

liangdeyu

螺栓应有" 心部硬度" , " 表面硬度" 之分. 标准要求的硬度也不一样.

孤鸿踏雪

请问问学（24#、25#楼）：我在23#帖所问的问题是：你认为“心部”具体指哪个位置？是28#天山雪莲讲的“几何中心吗”？还是其它有所指？能不能具体一点？

孤鸿踏雪

回30#楼（总工）：首先感谢你的关注！对你提出的问题探讨如下：
      关于第一个标准，应该没有多大异议；但对于第二个问题（亦即第二个标准的理解），我个人认为存在诸多疑点：比如讲，那个前输入轴的基体硬度问题，如果也按3倍有效淬硬层深度处作为测试点，那么，以有效淬硬层为10mm为准，它的基体硬度就应该在自表面沿截面直径至圆心（轴的中心）30mm处施检，请问贵司现在给顾客约定的是这样的吗？

凌云谷

33# 孤鸿踏雪


你好！

一、看了你提供的尺寸数据以及其它技术要求，很肯定的说，设计方的水平是比较低级的。
1、应该从服役状态考虑材料选用和强度设计：
   传动轴，承受的服役状态为扭转疲劳为主，也要考核扭转屈服强度：
1）  如果不是全表面感应淬火：
    A)扭转屈服强度取决于非感应淬火部位的最小轴的直径大小（Ф87.6mm）和这个直径的表面层调质组织的强度（最主要的是1/4直径的表层），故需要采用比较好的淬透性的材料（大致来说，Ф87.6mm的扭转疲劳传动轴，采用DI值达到44mm以上的就足够了，比如42CrMoHH(GB/T5216 《保证淬透性钢》）。
    B)调质时，要充分淬硬、淬透（保温时间足够、冷速足够、淬火温度足够），通过回火将硬度回下来并控制在要求的上限，才能获得好的扭转屈服强度；调质状态的抗扭转疲劳强度要远小于感应淬火状态。
2）如果全表面感应淬火：
    A)扭转疲劳强度主要取决于感应淬火部位的最小轴的直径和表面层（最主要的是1/6直径的表层）的感应淬火硬度值，参考调质部位原Ф87.6mm的直径，这种情况下，同一个部位采用Ф65硬化层深度达到6－9mm，其抗扭转屈服强度已经要好于Ф87.6mm直径的调质状态。为保证6－9mm深度能够淬硬，材料的DI值应该保证在36mm以上。材料UC1、MS100、M2008、CF53和SAE1050M材料都可以达到这个淬透性要求。
    直径的减小，可以大大减小材料投入量和投入成本。
    B)对于全表面感应淬火，毛坯正火处理后根本不需要调质。这样可以实现毛坯正火后在在机加工生产线上一个流的生产（感应设备可以安排在机加工流水线中）。上述工艺流程，大大减少热处理成本和在制品流转成本。
2、应该从感应淬火部位的服役要求设计硬化层深度。
从杨工提供的信息推断来看，原图纸的感应淬火仅仅是起到提高花键和轴承档部位的耐磨损寿命或轴肩的抗压强度，故对表面硬度比较高，而硬化层深度要求基本保证以下规则就可以：
1）花键齿侧全部淬硬
2）花键齿底算起保证4mm（475HV）或5mm（450HV）的有效硬化层深度就足够了。
3）全花键长度范围内都要淬硬，在花键结束位置需要齿高1.5倍的淬硬过渡区。
4）在花键结束位置，深度要略深。

这类轴，我在以前的公司，02年以后，已经全部采用单个感应器全表面扫描感应淬火了，产品图纸基本全部更改过，其技术理念，基本集成了日本、德国、意大利的高端水平。其中的一个例子：花键根圆直径为φ25.369，整根轴的扭转强度达到4500N.m。

二、关于心部硬度的考核：
1、30#楼提到的两个标准：
1）第1个为GB/T 11354-2005 《钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验》：
    此标准不适用于感应淬火；
2）第2个为GB/T5617-2005 《钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定》：
    此标准中有如下规定“4.2 感应淬火或火焰淬火后的零件，在距离表面三倍于有效硬化层深度(DS)处的硬度，应低于极限硬度HV减去100。有争议时，经各方协议，可采用较高的极限硬度值测定有效硬化层深度。”。
    这条规定，仅是一个界定热影响区的指标和范围，并且照顾了火焰淬火的传导加热的实况而定得比较宽，所以基本不适用于感应淬火透热加热为主的感应加热热处理热影响区的的界定，更不能用于指导感应淬火件心部硬度的考核位置的界定。
    这也是这个标准中的一个明显的漏洞：感应淬火和火焰淬火的允许的热影响区，应该区分开来分别定义。
2、对于传动轴心部硬度的考核：
1）前处理为调质的：
   心部硬度应该考核调质件，即：根据材料牌号查到DI值，在DI值的下限位置，考核硬度，硬度应该不小于调质硬度的下限。
2）前处理为正火的：
   心部硬度建议考核1/2半径位置，应该在正火硬度范围内（汽车传动轴的正火工件，一般1/2半径位置的硬度都能达到正火硬度规定的范围）。

三、关于感应淬火的硬化层分布的界定：
    更合理的规定是采用两段法标注，如： 有效硬化层深度DS/475HV=4mm（min）且7mm处350HV（max）
其含义为：检验时，只要在4mm处和7mm处分别打两个点，4mm处硬度大于475HV，7mm处小于350mm，就可判定感应淬火有效硬化层深度为合格，当然最好是把475HV对应的深度也检测出来（个人认为是过度检测属于不产生效益的浪费）。

以上的观点，04年我已经在应用了，基本上是目前汽车传动轴类零件最前端的观念。5年前我在这个行业时，国内外都还没有推广应用，但从最近接触到的文献来看，05年以后，GKN、DANA等国际一流传动轴制造商的内部设计指导性文件中已经提及和要求这样做了。

dhzhou888

一般情况下，我们都是按国家标准和行业标准执行的。也有是按照客户的企业标准执行的。凌云谷说的“单个感应器全表面扫描感应淬火”，我认为可以有效提高疲劳强度。我做过汽车后桥半轴的高频淬火，也是用单个感应器全表面扫描感应淬火的。

jixieman

有个客户要求材质为20crMO，管状工件，直径13，内孔9mm，壁厚2mm，渗碳淬火要求心部硬度25~40HRC.这要求根本不合理，却称别的厂家都能达到。 不知道有没有这种可能。

LHH1362

回36楼:你讲的这个芯部硬度要求应该能做到，降低淬火温度，只要芯部不出现4级以上的铁素体即可。试一下，实践是检验真理标准。

jixieman

LHH1362 发表于 2011-11-8 16:13
回36楼:你讲的这个芯部硬度要求应该能做到，降低淬火温度，只要芯部不出现4级以上的铁素体即可。试一下，实 ...

铁素体析出多少不容易把握，但达到这个硬度必须要用心部出现铁素体的来换得，这个硬度的出现以以前的经历，要么原材料的淬透性很差即在下限，要么析出网状铁素体，肯定大于4级。

FJG

滚子壁厚6mm，硬化层深度1.5mm，材料：20CrNiMo，心部硬度要求30-40HRC，没办法只好渗C后采用亚温进行二次淬火，使心部保留25%左右的未溶铁素体。

孤鸿踏雪

凌云谷 发表于 2009-9-24 11:43
33# 孤鸿踏雪

    “更合理的规定是采用两段法标注，如： 有效硬化层深度DS/475HV=4mm（min）且7mm处350HV（max）其含义为：检验时，只要在4mm处和7mm处分别打两个点，4mm处硬度大于475HV，7mm处小于350mm，就可判定感应淬火有效硬化层深度为合格，当然最好是把475HV对应的深度也检测出来（个人认为是过度检测属于不产生效益的浪费）”。
     能否介绍一下这个规定的来源和依据？