感应淬火硬化层深度检测方法探讨

张亚

（南京弹簧有限公司，江苏 南京 210000）

感应淬火硬化层深度检测方法探讨

张亚

（南京弹簧有限公司，江苏 南京 210000）

本文主要探讨如何使用维氏硬度法和洛氏法检测感应淬火硬化层深度。

感应淬火；硬化层深度；检测方法

0 引言

在硬化层深度进行测验的过程中，不管使用的是哪一个频率的感应淬火，都要根据国家规定的相应标准来执行，具体的可以参照《感应淬火后有效硬化层深度的测定》。而在具体的规定中也明确表示，最好要采用HV1技术来做检测工作。

在对硬化层深度进行实际检测的时候，要是想掌握硬化层深度的情况，可以通过GB/T5617中所规定的测量方式，并根据检测维氏硬度的具体结果来准确的给极限硬度进行定位。测量的具体范围则是从试样表面开始，一直测量到极限硬度的位置。不过在GB/T5617中，并没有明确说明对硬度的检测必须要从表层做起，因此完全可以不对马氏体硬度进行检测的前提下，来对极限硬度点进行最终的确定。连铸材料通常都用于转盘轴承、风电轴承等地方，对于这些应用领域来说，通常所需要的硬化层深度都很深。另外因为在用材上和轴类有着明显的不同，所以利用HV1技术进行检测期间，通常会有如下的问题：

（1）表层和心部硬度之间有着明显的散差，所以无法体现出感应淬火硬化层的实际硬度。而这正是相关工作者应该要重点注意的问题。（2）不大于极限硬度的点并不存在唯一性，而且对硬化层深度的检验会存在一定差别，这样就会造成供方和用方在对硬化层进行检验的时候会出现不同的结果，从而会导致出现分歧的情况发生，以至于不利于整个检测工作的顺利进行，所以相关工作者一定要在这方面引起注意。

1 对比验证

选择一个合适的热处理后试块，然后利用H V 1、H R A技术进行检验，并且让两者的实验位置尽量靠的近一些。同时，这两种检验方式都要分别转换成硬化层深度。而经过缜密的计算后分别得出如下结果：550H V 1=52.5H R C，77.1H R A=52.5H R C。检验结果：图 1、2反映的是 H V 1的数据，而图 3、4反映的则是硬度分布曲线。根据这些图表所表现出来的情况来看，当采用 H V 1技术进行检测的时候，如果有很多的地方出现 52.5H R C，那么就说明检测的结果不能够准确的反映出硬化层深度的真实情况。而如果H R A只出现一次52.5H R C，那么就说明检测的结果能够代表硬化层深度的实际情况。

图1

图2

图3

图4

2 检验差别分析

（1）维氏硬度法测量的问题。由于检测点并不是很大，因此，维氏硬度检验其实主要是在微区内的硬度检验，其最终目的，则是为了实现鉴别组织的性质。一般情况下，通过感应淬火以后的钢淬硬层会留下一个过渡区，不过这个过渡区和原材料的质量没有必然的联系。

通常，如果工件达到7 mm的硬化深度，那么意味着渡区就会有1.9 mm的厚度。马氏体是完全淬火的主要的构成部分，其中的组织部分则是屈氏体，通常情况下，厚度和屈氏体是成正比的关系，也就是说厚度越大，屈氏体也就越大，硬度则会逐渐的下降。在一定的区域内，组织会有很大的差别，如图5所示，黑色的部分代表屈氏体，硬度为370HV1，白色的部分为马氏体，硬度为666HV1。从这组数据不难看出，采用维氏硬度来对两个组织进行硬度检测是很合理的，不过如果将范围局限在固定的区域内，那么硬度的变化程度将无法得到准确的体现。而检验过渡区硬度的话，在范围不大的情况下，会由于检测部位的关系而发生高低错落的情况。

（2）低碳马氏体和高碳马氏体的硬度差异。马氏体是完全淬火的重要构成部分，不过由于晶枝的关系，因此让微区的成分存在很大的差别，并由此出现了低碳区和高碳区。通常情况下，高碳区的碳含量要比材料的化学成分还要高，而低碳区则要低于材料的化学成分，如果这两种有明显差别的碳含量在同样的温度下进行淬火，那么硬度自然也会有很大的差别。

3 检验方法的选取原则

（1）表面洛氏硬度计能够检验出极限硬度到表面的距离，不过具体要采用哪种方式来进行硬度检测，则主要是从压痕面积的角度来进行考虑。通常情况下，一定要达到两个条件，第一，压痕面积可以覆盖大面积的组织区域，并让某个区域里的深度达到最理想的状态。第二，在测量区域，最好可以准确的分析出硬度的具体分布情况。由于枝晶的关系，让连铸材料的硬度无法达到上面所提到的两方面要求，所以，只有运用表面洛氏硬度才能够满足要求。（2）在固定的区域内做压痕直径的检测：HR A和HR C的压痕直径分别为0.34 mm和0.54 mm，0.056 mm则是HV1对角线的长度。HR A压痕直径和HV1对角线进行比较的话就会发现，前者的长度是后者的6倍。从这么明显的差距就能够看的出来，运用HR A以及HR C可以很好的覆盖大量的组织，同时也能够很好的反映所覆盖区域的硬度情况。（3）通常情况下，洛氏硬度都能够准确的检测出极限硬度到表面的实际距离，HR A与HR C同时检测一个硬度区域，由于HR C压痕面积要大于HR A，所以可以在硬化的范围内出现很多的点。而用HR C时还能够准确的反映出硬度的变化情况，所以根据上面的情况采用60 kg的洛氏硬度最具合理性。如果硬化层具有更高要求的时候，采用60～140kg范围内的洛氏硬度也是合乎标准的。经过以上的分析就能够得出以下的结论，如果在连铸材料中含有枝晶，运用HV1检测方式就不会有明显的检测效果；如果使用HR A硬度法，那么产生的压痕就会覆盖区域当中的多个组织。

TG156.3

A

1671-0711（2016）10（上）-0083-02