模具氮化層或氮碳共滲層如何測定?

模具氮化層或氮碳共滲層如何測定?
氮化層由化合物層(白亮層)和氮化擴散層所組成,兩者厚度之和為氮化層深度。根據Fe-N狀態圖可知,由表及里氮化層組織為ε、ε+γ′、γ′、γ′+α和α五層。由于ε、ε+γ′、γ′不易受浸蝕,在光學顯微鏡下為白亮層,而γ′+α和α浸蝕后易變色變暗,稱為擴散層。氮化層深度的顯示和測量方法有以下4種。(來源:上海荔鋒模具鋼材有限公司)
⑴化學浸蝕法   由于氮化層的組織與心部組織不同,經化學浸蝕的,在顯微鏡下可明顯看出分界線,并能分辨出擴散層。根據不同材料可選擇不同的試劑進行浸蝕,一般常用的效果好的試劑有以下三種。
①2%~4%硝酸酒精溶液   是一種常用試劑,對鋼鐵材料的氮化層都適用。浸蝕后氮化層與心部組織層次分明,表面氮化物層呈白色,過渡層呈深黑色,心部組織呈灰色。
②硫酸銅鹽酸水溶液或酒精水溶液   成分是硫酸銅4g,鹽酸20mL,水20mL或酒精100mL。使用時,用棉花輕輕擦蝕或多次拋光擦蝕,以加大氮化層與心部反差,使氮化層與心部的分界線非常分明,近似于一條線,便于進行滲層深度測量。
③硒酸鹽酸酒精溶液   成分是硒酸3mL,鹽酸20mL,酒精100mL。它適用于各種鋼鐵材料的氮化層,均能清楚地顯示出其滲層的分界線,但對基體不浸蝕,基體組織不能顯露。
⑵熱處理法
①淬火法   因氮的滲入使滲層的相變溫度降低,可將試樣加熱至750~780℃淬火,可使滲層中的奧氏體發生相變,變可以在氮化層與心部之間形成一條明顯的含氮馬氏體帶,此帶呈白亮色,可以將氮化層與心部基體組織分開。氮化層深度為從表面至含氮白亮馬氏體帶處的垂直深度。
②回火法   適用于以鐵素體為基體的低碳鋼、灰鑄鐵和球墨鑄鐵等材料的滲氮層深度顯示與測量。將氮化后試樣重新加熱至300℃,保溫1~2h后在爐內冷卻,使固溶在鐵素體上的氮以針狀γ′相析出。從表面至針狀氮化物消失處的垂直距離即為氮化層深度。
⑶顯微硬度法   從表面開始,每隔一定間距,沿試樣的垂直方向測量顯微硬度,測至比基體高出30~50HV處的距離作為氮化層深度。規定用100g負荷的維氏壓頭進行試驗。此法測定出的氮化層深度結果比較準確,但操作麻煩。
⑷熱染法   將經過精拋和清洗好的試樣磨面朝上,放置在電熱板上加工廠熱到300~℃,使拋光面產生氧化而染成不同的顏色,如氮化擴散層呈藍紫色,心部為淺黃色,色彩清晰,在光學顯微鏡下兩者分界線明顯,便于測量。
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