非调质钢件表面热处理
1 范围
本标准规定了非调质钢件表面热处理质量控制、安全卫生的基本要求。
本标准适用于非调质钢件的表面感应淬火、气体渗氮、气体氮碳共渗及离子渗氮工艺。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 5617 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定
GB/T 7232 金属热处理工艺 术语
GB/T 11354 钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验
GB/T 15712 非调质机械结构钢
GB/T 15735 金属热处理生产过程安全、卫生要求
GB/T 15822.1 无损检测 磁粉检测 第1部分：总则
GB/T 18177 钢件的气体渗氮
GB/T 22560 钢铁件的气体氮碳共渗
JB/T 6050 钢铁热处理零件硬度检验通则
JB/T 6956 钢铁件的离子渗氮
JB/T 9201 钢铁件的感应淬火回火
JB/T 9204 钢件感应淬火金相检验
JB/T 9218 无损检测 渗透检测
3 术语和定义
GB/T 7232界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 非调质钢 microalloyed medium carbon steels
不进行调质热处理，通过微合金化、控制轧制（锻制）和控制冷却等强韧化方法，达到或接近调质钢力学性能的一类优质或特殊质量的结构钢。
4 非调质钢件的表面热处理工艺
4.1 感应淬火
利用感应电流通过工件所产生的热量，使工件表层、局部加热并快速冷却的淬火。感应淬火工艺适用于含碳量≥0.30%的非调质钢件。
4.2 气体渗氮
在可提供活性氮原子的气体中进行渗氮的热处理工艺。非调质钢件气体渗氮工艺温度一般＜600℃。对贝氏体型非调质钢件的气体渗氮，应考虑基体韧度下降的影响。
4.3 气体氮碳共渗
在气体介质中，使工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的热处理工艺。非调质钢件气体氮碳共渗工艺温度一般为600℃。对贝氏体型非调质钢件的气体氮碳共渗，应考虑基体韧度下降的影响。
4.4 离子渗氮
在低于1×105Pa（通常是10～10-1Pa）的渗氮气氛中，利用工件（阴极）和阳极之间产生的辉光放电进行渗氮的热处理工艺。非调质钢件离子渗氮工艺温度一般＜600℃。对贝氏体型非调质钢件的离子渗氮，应考虑基体韧度下降的影响。
5 待处理工件
5.1 常用材料
GB/T 15712中及其他相关牌号的铁素体-珠光体型和贝氏体型非调质钢件。
5.2 待处理工件的原始状态
根据表1规定的项目记录待处理工件的原始状态，并予以保存。
6 感应淬火回火
6.1 预处理要求
感应淬火回火工艺前的工件一般为锻造或轧制状态，但不允许有晶粒粗大现象，晶粒度一般应控制在5级以上，否则应进行正火处理以细化晶粒。
表1 待处理工件的原始状态
（续）
（续）
① 对表面热处理无妨碍时可省略。
6.2 感应淬火回火处理工艺
感应淬火回火处理工艺应符合JB/T 9201的规定。可根据工件形状、材料牌号、设备条件和试验结果，确定加热工艺参数和冷却工艺参数。工件应在淬火后及时回火，回火温度的选择应使工件达到规定的技术要求，也可采用自回火的方法。
6.3 品质要求及检验
6.3.1 外观
6.3.1.1 感应淬火回火后工件的表面不应有裂纹、烧伤及影响使用的伤痕等缺陷。
6.3.1.2 外观检验采用目测或低倍放大镜观察，必要时可根据GB/T 15822.1、JB/T 9218规定的方法进行检验。
6.3.2 表面硬度
感应淬火回火件的表面硬度应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行检验，表面硬度偏差应符合表2或表3的规定。
表2 感应淬火件表面硬度（洛氏）允许偏差范围
① 对表面热处理无妨碍时可省略。
6.2 感应淬火回火处理工艺
感应淬火回火处理工艺应符合JB/T 9201的规定。可根据工件形状、材料牌号、设备条件和试验结果，确定加热工艺参数和冷却工艺参数。工件应在淬火后及时回火，回火温度的选择应使工件达到规定的技术要求，也可采用自回火的方法。
6.3 品质要求及检验
6.3.1 外观
6.3.1.1 感应淬火回火后工件的表面不应有裂纹、烧伤及影响使用的伤痕等缺陷。
6.3.1.2 外观检验采用目测或低倍放大镜观察，必要时可根据GB/T 15822.1、JB/T 9218规定的方法进行检验。
6.3.2 表面硬度
感应淬火回火件的表面硬度应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行检验，表面硬度偏差应符合表2或表3的规定。
表2 感应淬火件表面硬度（洛氏）允许偏差范围
注：1.单件的表面硬度允许偏差指的是在同样淬火回火或淬火条件下，在形状、尺寸相同的部位所测得的偏差。
2.同批件是对用同一批待处理工件在同一操作条件下处理得到的工件的总称。
3.具体硬化部位的表面硬度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
表3 感应淬火件表面硬度（维氏）允许偏差范围
注：1.单件的表面硬度允许偏差指的是在同样淬火回火或淬火条件下，在形状、尺寸相同的部位所测得的偏差。
2.同批件是对用同一批待处理工件在同一操作条件下处理得到的工件的总称。
3.具体硬化部位的表面硬度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
表3 感应淬火件表面硬度（维氏）允许偏差范围
注：1.单件的表面硬度允许偏差指的是在同样淬火回火或淬火条件下，在形状、尺寸相同的部位所测得的偏差。
2.同批件是对用同一批待处理工件在同一操作条件下处理得到的工件的总称。
3.具体硬化部位的表面硬度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
6.3.3 有效硬化层深度
有效硬化层深度的检验应按GB/T 5617或委托方与受托方协商的规定执行。工件有效硬化层深度偏差应符合表4的规定。
表4 有效硬化层深度允许偏差范围 （单位：mm）
注：1.单件的表面硬度允许偏差指的是在同样淬火回火或淬火条件下，在形状、尺寸相同的部位所测得的偏差。
2.同批件是对用同一批待处理工件在同一操作条件下处理得到的工件的总称。
3.具体硬化部位的表面硬度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
6.3.3 有效硬化层深度
有效硬化层深度的检验应按GB/T 5617或委托方与受托方协商的规定执行。工件有效硬化层深度偏差应符合表4的规定。
表4 有效硬化层深度允许偏差范围 （单位：mm）
注：1.单件的有效硬化层深度允许偏差指的是在同样淬火回火或淬火条件下，在形状、尺寸相同的部位所测得的偏差。
2.同批件是对用同一批待处理工件在同一操作条件下处理得到的工件的总称。
3.具体硬化部位的允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
6.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合JB/T 9204的规定，验收标准应由委托方与受托方协商确定。
6.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用。具体的允许畸变量应当由委托方与受托方协商确定。
6.3.6 检验方式
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托方与受托方协商确定。
7 气体渗氮
7.1 预处理要求
气体渗氮前的工件一般为锻造或轧制状态，但不允许有晶粒粗大现象，晶粒度一般应控制在5级以上，否则应进行正火处理以细化晶粒。
7.2 气体渗氮处理工艺
气体渗氮处理工艺应符合GB/T 18177的规定。在渗氮层深度相同的条件下，非调质钢件的气体渗氮时间可适当缩短。
7.3 品质要求及检验
7.3.1 外观
7.3.1.1 外观检验采用目测。表面不应有裂纹、剥落及肉眼可见的疏松等缺陷；在硬度、渗氮层深度和脆性等各项均合格的前提下，渗氮件表面允许存在氧化色。
7.3.1.2 对裂纹等缺陷也可采用磁粉或渗透检测等方法进行检验，检验方法应符合GB/T 15822.1、JB/T 9218的规定。
7.3.2 表面硬度
气体渗氮件的表面硬度应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行检验，表面硬度偏差应符合表5的规定。
表5 气体渗氮件表面硬度允许偏差范围
注：1.单件的有效硬化层深度允许偏差指的是在同样淬火回火或淬火条件下，在形状、尺寸相同的部位所测得的偏差。
2.同批件是对用同一批待处理工件在同一操作条件下处理得到的工件的总称。
3.具体硬化部位的允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
6.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合JB/T 9204的规定，验收标准应由委托方与受托方协商确定。
6.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用。具体的允许畸变量应当由委托方与受托方协商确定。
6.3.6 检验方式
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托方与受托方协商确定。
7 气体渗氮
7.1 预处理要求
气体渗氮前的工件一般为锻造或轧制状态，但不允许有晶粒粗大现象，晶粒度一般应控制在5级以上，否则应进行正火处理以细化晶粒。
7.2 气体渗氮处理工艺
气体渗氮处理工艺应符合GB/T 18177的规定。在渗氮层深度相同的条件下，非调质钢件的气体渗氮时间可适当缩短。
7.3 品质要求及检验
7.3.1 外观
7.3.1.1 外观检验采用目测。表面不应有裂纹、剥落及肉眼可见的疏松等缺陷；在硬度、渗氮层深度和脆性等各项均合格的前提下，渗氮件表面允许存在氧化色。
7.3.1.2 对裂纹等缺陷也可采用磁粉或渗透检测等方法进行检验，检验方法应符合GB/T 15822.1、JB/T 9218的规定。
7.3.2 表面硬度
气体渗氮件的表面硬度应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行检验，表面硬度偏差应符合表5的规定。
表5 气体渗氮件表面硬度允许偏差范围
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行渗氮处理后的一组工件。
2.局部渗氮件的测定位置距渗氮边界的距离应不小于渗层深度值。
3.具体硬化部位的表面硬度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
7.3.3 渗氮层深度
气体渗氮层深度的检验应符合GB/T 11354的规定。渗氮件应达到工艺要求的渗氮层深度，其深度偏差应符合表6的规定。
表6 气体渗氮层深度允许偏差范围 （单位：mm）
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行渗氮处理后的一组工件。
2.局部渗氮件的测定位置距渗氮边界的距离应不小于渗层深度值。
3.具体硬化部位的表面硬度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
7.3.3 渗氮层深度
气体渗氮层深度的检验应符合GB/T 11354的规定。渗氮件应达到工艺要求的渗氮层深度，其深度偏差应符合表6的规定。
表6 气体渗氮层深度允许偏差范围 （单位：mm）
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行渗氮处理后的一组工件。
2.局部渗氮件的测定位置距渗氮边界的距离应不小于渗层深度值的2倍。
3.具体硬化部位的渗氮层深度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
7.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合GB/T 11354的规定，验收标准应由委托方与受托方协商确定。(www.xing528.com)
7.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用。具体的允许畸变量应当由委托方与受托方协商确定。
7.3.6 检验方式
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托与受托方协商确定。
8 气体氮碳共渗
8.1 预处理要求
气体氮碳共渗前的工件一般为锻造或轧制状态，但不允许有晶粒粗大现象，晶粒度一般应控制在5级以上，否则应进行正火处理以细化晶粒。
8.2 气体氮碳共渗处理工艺
气体氮碳共渗工艺应符合GB/T 22560的规定。常用的气体氮碳共渗温度为520～570℃。
8.3 品质要求及检验
8.3.1 外观
外观检验采用目测。表面不应有裂纹、剥落及影响使用的伤痕等缺陷。
8.3.2 表面硬度
气体氮碳共渗件的表面硬度应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行检验。经气体氮碳共渗后的表面硬度应≥550HV，表面硬度偏差应符合表7的规定。
表7 气体氮碳共渗件表面硬度允许偏差范围
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行渗氮处理后的一组工件。
2.局部渗氮件的测定位置距渗氮边界的距离应不小于渗层深度值的2倍。
3.具体硬化部位的渗氮层深度允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
7.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合GB/T 11354的规定，验收标准应由委托方与受托方协商确定。
7.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用。具体的允许畸变量应当由委托方与受托方协商确定。
7.3.6 检验方式
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托与受托方协商确定。
8 气体氮碳共渗
8.1 预处理要求
气体氮碳共渗前的工件一般为锻造或轧制状态，但不允许有晶粒粗大现象，晶粒度一般应控制在5级以上，否则应进行正火处理以细化晶粒。
8.2 气体氮碳共渗处理工艺
气体氮碳共渗工艺应符合GB/T 22560的规定。常用的气体氮碳共渗温度为520～570℃。
8.3 品质要求及检验
8.3.1 外观
外观检验采用目测。表面不应有裂纹、剥落及影响使用的伤痕等缺陷。
8.3.2 表面硬度
气体氮碳共渗件的表面硬度应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行检验。经气体氮碳共渗后的表面硬度应≥550HV，表面硬度偏差应符合表7的规定。
表7 气体氮碳共渗件表面硬度允许偏差范围
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行气体氮碳共渗处理后的一组工件。
2.单件、同批件表面硬度最低值应不小于表面硬度要求的最小值。
3.具体硬化部位的允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
8.3.3 渗层深度
气体氮碳共渗层深度的检验应符合GB/T 11354的规定。渗层深度应符合表8的规定，其允许偏差应符合表9的规定。
表8 气体氮碳共渗层深度 （单位：mm）
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行气体氮碳共渗处理后的一组工件。
2.单件、同批件表面硬度最低值应不小于表面硬度要求的最小值。
3.具体硬化部位的允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
8.3.3 渗层深度
气体氮碳共渗层深度的检验应符合GB/T 11354的规定。渗层深度应符合表8的规定，其允许偏差应符合表9的规定。
表8 气体氮碳共渗层深度 （单位：mm）
表9 气体氮碳共渗层深度允许偏差范围 （单位：mm）
表9 气体氮碳共渗层深度允许偏差范围 （单位：mm）
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行气体氮碳共渗处理后的一组工件。
2.单件、同批件的渗层深度应符合渗层深度的要求。
3.具体共渗层深度的允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
8.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合GB/T 11354的规定，验收标准应由委托与受托方协商确定。
8.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用，具体的允许畸变量应当由委托与受托方协商确定。
8.3.6 检验方法
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托方与受托方协商确定。
9 离子渗氮
9.1 预处理要求
离子渗氮前的工件一般为锻造或轧制状态，但不允许有晶粒粗大现象，晶粒度一般应控制在5级以上，否则应进行正火处理以细化晶粒。
9.2 离子渗氮处理工艺
离子渗氮处理工艺应符合JB/T 6956的规定。在渗氮层深度相同的条件下，非调质钢件的离子渗氮时间可适当缩短。
9.3 品质要求及检验
9.3.1 外观
外观检测采用目测，工件表面不应有裂纹、剥落和明显的电弧烧伤痕迹。离子渗氮件的表面色泽应为银灰色或暗灰色。
9.3.2 表面硬度
9.3.2.1 渗氮层的表面硬度应达到规定的技术要求。对留有加工余量的渗氮件，将渗氮件或渗氮试样表面磨去工艺规定的加工量后，测得的硬度值应不低于成品件所要求的硬度，其硬度偏差应符合表10的规定。
表10 离子渗氮件表面硬度允许偏差范围
注：1.同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行气体氮碳共渗处理后的一组工件。
2.单件、同批件的渗层深度应符合渗层深度的要求。
3.具体共渗层深度的允许偏差范围可由委托方与受托方协商确定。
8.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合GB/T 11354的规定，验收标准应由委托与受托方协商确定。
8.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用，具体的允许畸变量应当由委托与受托方协商确定。
8.3.6 检验方法
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托方与受托方协商确定。
9 离子渗氮
9.1 预处理要求
离子渗氮前的工件一般为锻造或轧制状态，但不允许有晶粒粗大现象，晶粒度一般应控制在5级以上，否则应进行正火处理以细化晶粒。
9.2 离子渗氮处理工艺
离子渗氮处理工艺应符合JB/T 6956的规定。在渗氮层深度相同的条件下，非调质钢件的离子渗氮时间可适当缩短。
9.3 品质要求及检验
9.3.1 外观
外观检测采用目测，工件表面不应有裂纹、剥落和明显的电弧烧伤痕迹。离子渗氮件的表面色泽应为银灰色或暗灰色。
9.3.2 表面硬度
9.3.2.1 渗氮层的表面硬度应达到规定的技术要求。对留有加工余量的渗氮件，将渗氮件或渗氮试样表面磨去工艺规定的加工量后，测得的硬度值应不低于成品件所要求的硬度，其硬度偏差应符合表10的规定。
表10 离子渗氮件表面硬度允许偏差范围
注：同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行离子渗氮处理后的一组工件。
9.3.2.2 表面硬度检验方法应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行。
9.3.3 离子渗氮层深度
离子渗氮层深度的检验应符合GB/T 11354的规定。有效硬化层深度应符合技术要求规定，离子渗氮层深度允许偏差应符合表11的规定。
表11 离子渗氮层深度允许偏差范围 （单位：mm）
注：同批件是指用相同钢材、经相同预备热处理，并在同一炉次进行离子渗氮处理后的一组工件。
9.3.2.2 表面硬度检验方法应按JB/T 6050或其他技术上约定的硬度检验方法进行。
9.3.3 离子渗氮层深度
离子渗氮层深度的检验应符合GB/T 11354的规定。有效硬化层深度应符合技术要求规定，离子渗氮层深度允许偏差应符合表11的规定。
表11 离子渗氮层深度允许偏差范围 （单位：mm）
注：同批件是指材料相同，并在同一炉次进行离子渗氮处理后的一组工件。
9.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合GB/T 11354的规定，验收标准应由委托方与受托方协商确定。
9.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用，具体的允许畸变量应当由委托方与受托方协商确定。
9.3.6 检验方式
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托方与受托方协商确定。
10 检测设备
所用的硬度计、金相显微镜等检测设备应具有计量部门颁发的合格证，并在检定的有效期内使用。
11 产品报告单
产品报告单应包括以下内容：
——工件名称和图号；
——工件材料牌号；
——单件质量及数量；
——检测判断依据；
——品质检验结果；
——操作者姓名或代号；
——加工单位名称；
——报告日期。
12 安全、卫生要求
非调质钢件表面热处理的安全、卫生要求应符合GB/T 15735的规定。
注：同批件是指材料相同，并在同一炉次进行离子渗氮处理后的一组工件。
9.3.4 金相组织
金相组织的检验应符合GB/T 11354的规定，验收标准应由委托方与受托方协商确定。
9.3.5 畸变
工件的畸变应不影响后续的机械加工及使用，具体的允许畸变量应当由委托方与受托方协商确定。
9.3.6 检验方式
可采用与工件材料相同、状态相同的随炉试样进行检验。若要在工件上检验，具体要求应当由委托方与受托方协商确定。
10 检测设备
所用的硬度计、金相显微镜等检测设备应具有计量部门颁发的合格证，并在检定的有效期内使用。
11 产品报告单
产品报告单应包括以下内容：
——工件名称和图号；
——工件材料牌号；
——单件质量及数量；
——检测判断依据；
——品质检验结果；
——操作者姓名或代号；
——加工单位名称；
——报告日期。
12 安全、卫生要求
非调质钢件表面热处理的安全、卫生要求应符合GB/T 15735的规定。
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