渗硼层显微组织、硬度及层深检测方法

渗硼层显微组织、硬度及层深检测方法

1 范围

本标准规定了渗硼层显微组织、硬度及渗层深度的检测方法。

本标准适用于碳钢、合金钢及铸铁等材料的渗硼层，不适用于难熔金属及合金的渗硼层。

2 规格性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 7232 金属热处理工艺术语（GB/T 7232—1999，neq DIN EN 10052：1994，JIS B 6905：1995）

GB/T 9790 金属覆盖层和其他有关覆盖层 维氏和努氏显微硬度试验（GB/T 9790—1988，neq ISO 4516：1980）

JB/T 5069 钢铁零件渗金属层金相检验方法

JB/T 9206 钢铁热浸铝工艺及质量检验

3 术语和定义

GB/T 7232中确立的术语和定义适用于本标准。

4 试样制备

4.1 按JB/T 5069制备金相试样。

4.2 打磨时尽量少用或不用砂轮。

4.3 根据不同检测目的，分别采用以下侵蚀剂：

a）为区分FeB和Fe₂B相采用三钾试剂；

侵蚀剂配比为：

亚铁氰化钾[K₄Fe（CN）8·3H₂O] 1g

铁氰化钾[K₂Fe（CN）₆] 10g

氢氧化钾（KOH） 30g

水（H₂O） 100mL

侵蚀温度和时间：10～30℃，5～10min或60～70℃，1～5min。侵蚀后FeB呈棕褐色，Fe₂B呈浅黄棕色。

b）测量层深采用2%～4%硝酸酒精溶液；

c）测量渗硼层硬度采用三钾试剂，配比及侵蚀条件同4.3a）。

5 渗层组织

5.1 渗层一般由FeB或Fe₂B双相组成，也可以由Fe₂B单相组成，呈指状或齿状垂直于渗层而楔入基体。指间或齿间相为（Fe、M）xCy相。

5.2 常用材料为：纯铁、20钢、45钢、T8、T12、9CrSi、3Cr2W8、GCr15、2Cr13、球墨铸铁、灰铸铁等。渗硼后的渗硼层形态见图1，侵蚀剂为三钾试剂。

图1 常用材料的渗硼层形态（×250）

图1 常用材料的渗硼层形态（×250）

图1 常用材料的渗硼层形态（×250）（续）

6 渗硼层类型

根据渗硼后获得的单相FeB、双相（FeB、Fe₂B），相对数量，指状或齿状等不同形态，分为六类，见表1、图2。侵蚀剂为三钾试剂。

表1 渗硼层类型说明

图1 常用材料的渗硼层形态（×250）（续）

6 渗硼层类型

根据渗硼后获得的单相FeB、双相（FeB、Fe₂B），相对数量，指状或齿状等不同形态，分为六类，见表1、图2。侵蚀剂为三钾试剂。

表1 渗硼层类型说明

7 渗硼层硬度的测定

7.1 按照GB/T 9790测定硬度，试验力采用1.0N。

7.2 在制备好的金相试样横截面上选择致密无疏松处进行测定。(www.xing528.com)

显微硬度范围：FeB一般为1800～2300HV；Fe₂B一般为1300～1500HV。

7 渗硼层硬度的测定

7.1 按照GB/T 9790测定硬度，试验力采用1.0N。

7.2 在制备好的金相试样横截面上选择致密无疏松处进行测定。

显微硬度范围：FeB一般为1800～2300HV；Fe₂B一般为1300～1500HV。

图2 渗硼层类型（×250）

图2 渗硼层类型（×250）

图2 渗硼层类型（×250）（续）

7.3 当工件不宜破坏时，也可以在渗硼件表面测定硬度，表面粗糙度应保证Ra≤0.32μm，显微硬度范围为1200～2000HV。

8 渗硼层深度的测量

8.1 按JB/T 5069和JB/T 9206规定，在制备好的试样横截面上测量渗硼层深度。

8.2 放大200～300倍，将视场分为六等分，在五个等分点上测量深度，计算算术平均值：

h=（h₁+h₂+h₃+h₄+h₅）/5 （1）

式中 h——渗硼层深度。

8.3 根据渗硼层不同类型，渗硼层深度h值应以连续部位为基础，采用三种不同测量方法，测量公式及示意图见表2。

表2 不同类型渗硼层深度测量方法

图2 渗硼层类型（×250）（续）

7.3 当工件不宜破坏时，也可以在渗硼件表面测定硬度，表面粗糙度应保证Ra≤0.32μm，显微硬度范围为1200～2000HV。

8 渗硼层深度的测量

8.1 按JB/T 5069和JB/T 9206规定，在制备好的试样横截面上测量渗硼层深度。

8.2 放大200～300倍，将视场分为六等分，在五个等分点上测量深度，计算算术平均值：

h=（h₁+h₂+h₃+h₄+h₅）/5 （1）

式中 h——渗硼层深度。

8.3 根据渗硼层不同类型，渗硼层深度h值应以连续部位为基础，采用三种不同测量方法，测量公式及示意图见表2。

表2 不同类型渗硼层深度测量方法

（续）

（续）

9 试验报告

渗硼层试验报告一般应包括以下内容：

a）检测试样的钢种及渗硼工艺；

b）渗硼层类型、组织；

c）渗硼层深度、硬度；

d）意见及结论。

9 试验报告

渗硼层试验报告一般应包括以下内容：

a）检测试样的钢种及渗硼工艺；

b）渗硼层类型、组织；

c）渗硼层深度、硬度；

d）意见及结论。