钢铁零件渗氮(氮化)后的硬度及厚度检测方法

随着工业的发展，渗氮处理被更多的应用到各行各业，对渗氮处理的检测要求也日益提高。下面简单阐述钢铁零件渗氮处理后的硬度及厚度检测。

渗氮(气体渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、辉光离子氮化)零件的主要技术要求是有效渗氮层深度，表面硬度和局部硬度。某些零件还有渗氮层脆性等级评定要求，完成以上要求，都需显微维氏硬度检测进行测定。

渗氮层从金相组织划分，包括从最外层化合物层(白亮层)到扩散层与基体组织明显分界处为止的深度。显微维氏硬度检测，依据从工件表面测至与基体有明显界定硬度值处的垂直距离。

渗氮层深度以字母DN表示。

渗氮层深度硬度检测方法：

1、试样的准备

a、试样应从渗氮零件上切取，如工件不能破坏，也可用与零件相同材料和相同处理工艺的小试样切取后检测。

b、试样切取时要注意，应垂直渗氮层表面取样(详见金相试样取样方法)，取样后进行必要的磨抛处理，在磨抛过程中应注意冷却，不能使工件过热，边缘不要出现倒角等。

c、检查渗氮层脆性的试样，表面粗糙度要求>Ra0.25-0.63um，但不允许把表面化合物层磨掉。

2、检测

a、根据国标规定，一般选用显微硬度计，检测力通常选用0.3--1KG，从试样表面测至比基体维氏硬度值高50HV处的垂直距离为渗氮层厚度。(通常采用梯式硬度测法，即从试样表面开始，每间隔一定距离打一点)

b、基体硬度的取点与测定，一般在3倍左右渗氮层深度的距离处测得的硬度值(至少取3点，平均值)做为基体硬度值。

c、对于渗氮层硬度变化很平缓的钢种，(如碳钢、低碳合金钢制件)，其渗氮层深度可以从试样表面沿垂直方向测至比基体维氏硬度高30HV处。

d、当渗氮层深度有的特别浅，有的则较深时，检测力可以在0.2KG范围内选择(并注明，如HV0.2)

e、结果的表示，渗氮层深度用字母DN表示，深度以毫米计，取小数点后两位。(如：0.35DN300HV0.3，表示渗氮层厚度为0.35mm，界限硬度值为300HV，检测力为0.3KG)。

f、一般零件推荐的最小有效渗氮层深度(DN)及上偏差表

单位/mm

3、总渗氮层深度

是指氮渗入的总深度，一般是指从表面测量到与基体硬度或组织有明显差别处的垂直距离，单位为mm，包括化合物层和全部扩散层。当零件以化合物层厚度替代DN要求时，应特别说明。厚度要求随零件服役条件不同而变

4、化合物层厚度

化合物层主要是Fe3N及少量Fe4N和Fe3C相所组成，化合物层硬度较高，提高了零件耐磨性和抗蚀性能。

一般零件推荐的化合物层厚度及公差表(单位/mm)

5、渗氮层脆性检验

a、渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边缘碎裂程度分为5级　　

b、渗氮层脆性检验一般采用维氏硬度计，试验力10公斤，试验力的加载必须缓慢(在5-9S内完成)，试验力加载完成后必须停留5-10S，然后卸载试验力，特殊情况也可采用5KG或者30KG试验力。

c、维氏硬度压痕在显微放大100倍下进行检查，每件至少测3点，其中两点以上处于相同级别时，才能定级。否则需重新检验。

d、渗氮层脆性应在零件工作部位或随炉试样的表面上检测，一般零件为1-3级为合格，重要零件1-2级为合格，对于渗氮后留有磨痕的零件，也可在磨去加工余量后的表面上进行测定

e、经气体渗氮后的零件，必须进行检验。