金屬零件的內(nèi)在質(zhì)量主要取決于材料和熱處理。因熱處理為特種工藝所賦予產(chǎn)品的質(zhì)量特性往往又室補(bǔ)直觀的內(nèi)在質(zhì)量,屬于“內(nèi)科”范疇,往往需要通過特殊的儀器(如:各種硬度計(jì)、金相顯微鏡、各種力學(xué)性能機(jī))進(jìn)行檢測。在GB/T19000-ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)中,要求對機(jī)械產(chǎn)品零部件在整個熱處理過程中一切影響因素實(shí)施**控制,反映原材料及熱處理過程控制,質(zhì)量檢驗(yàn)及熱處理作業(yè)條件(包括生產(chǎn)與檢驗(yàn)設(shè)備、技術(shù)、管理、操作人員素質(zhì)及管理水平)等各方面均要求控制,才能確保熱處理質(zhì)量。為此,為了提高我公司熱處理產(chǎn)品質(zhì)量,遵循熱處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),按零件圖紙要求嚴(yán)格執(zhí)行,特制定本規(guī)范
不銹鋼熱處理檢驗(yàn)方法和規(guī)范
一、使用范圍:
本規(guī)范適用于零件加工部所有熱處理加工零件。
二、硬度檢驗(yàn):
通常是根據(jù)金屬零件工作時所承受的載荷,計(jì)算出金屬零件上的應(yīng)力分布,考慮**系數(shù),提出對材料的強(qiáng)度要求,以強(qiáng)度要求,以強(qiáng)度與硬度的對應(yīng)關(guān)系,確定零件熱處理后應(yīng)具有大硬度值。為此,硬度時金屬零件熱處理*重要的質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo),不少零件還時唯壹的技術(shù)要求。
1、常用硬度檢驗(yàn)方法
2、待檢件選取與檢驗(yàn)原則如下:為保證零件熱處理后達(dá)到其圖紙技術(shù)(或工藝)要求,待檢件選取應(yīng)有代表性,通常從熱處理后的零件中選取,能反映零件的工作部位或零件的工作部位硬度的其他部位,對每一個待檢件的正時試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)一般應(yīng)不少于3個點(diǎn)。通常連續(xù)式加熱爐(如網(wǎng)帶爐):應(yīng)在連續(xù)生產(chǎn)的網(wǎng)帶淬火入回火爐前、回火后入料框前的網(wǎng)帶上抽檢3-5件/時。且及時作檢驗(yàn)記錄。同時,若發(fā)現(xiàn)硬度超差,應(yīng)及時作檢驗(yàn)記錄。同時,若發(fā)現(xiàn)硬度越差,應(yīng)及時進(jìn)行工藝參數(shù)調(diào)整,且將前1小時段的零件進(jìn)行隔離處理(如返工、檢)。通常期式加爐(如井式爐、箱式爐):應(yīng)在淬火后、回火后均從料框的上、中、下部位抽檢6-9件/爐,且及時作檢驗(yàn)記錄。同時,若發(fā)現(xiàn)硬度超差,應(yīng)及時進(jìn)行工藝參數(shù)調(diào)整,且將該爐次的零件進(jìn)行隔離處理(如返工、逐檢)。通常感應(yīng)淬火工藝及感應(yīng)器與零件間隙精度調(diào)整,經(jīng)首件(或批)感應(yīng)淬火合格后方可生產(chǎn),且及時作檢驗(yàn)記錄。3、硬度測量方法:3.1各種硬度測量的試驗(yàn)條件,見下表1:
試驗(yàn)類別
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硬度范圍
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壓頭要求
mm
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預(yù)載荷/N
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總載荷/N
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保荷時間/S
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布氏硬度
P:總載荷/N
D:鋼球壓頭直徑/mm
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140-450HB
(要求P=30D2)
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∮10mm鋼球
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無
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29421
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10-15
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∮5mm鋼球
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7355
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∮2.5mm鋼球
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1839
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4-140HB
(要求P=10D2)
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∮10mm鋼球
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9807
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∮5mm鋼球
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2452
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∮2.5mm鋼球
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613
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洛氏硬度
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70-85HBA
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120°金剛石圓錐體
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98
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588
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10
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30-100HRB
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∮1.588mm鋼球
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980
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20-67HBC
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120°金剛石圓錐體
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1471
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表面洛氏硬度
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70-94HR15N
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120°金剛石圓錐體
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29.4
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147.1
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10
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42-86HR30N
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294.2
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20-78HR45N
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441.3
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常規(guī)維氏硬度
P:總載荷
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14-1000HV
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136°金剛石四方角錐體
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無
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P分為:5、10、20、30、50、100/kg
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10
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小負(fù)荷維氏硬度P:總載荷
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P:總載荷分為:0.2、0.3、0.5、1、2、2.5、3 /kg
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顯微維氏硬度
P:總載荷
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P:總載荷分為:0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1/kg
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3.2 測量硬化層深度不同的零件表面硬度時,硬度試驗(yàn)方法與試驗(yàn)力的一般選擇,見表2:
有效硬化層深度
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表面硬度測量方法
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采用標(biāo)準(zhǔn)
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實(shí)驗(yàn)力,N
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≤0.1
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GB4342、GB5030
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≤9.807
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>0.1-0.2
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GB4340、GB5030
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9.807-49.03
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>0.2-0.4
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GB4340
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>49.03-98.07
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GB1818(15N或30N標(biāo)尺)
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147.1或294.2
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>0.4-0.6
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GB4340
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>98.07-294.2
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GB230(A標(biāo)尺)
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588.4
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>0.6-0.8
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GB230(A或C標(biāo)尺)
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588.4或1471.0
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>0.8
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GB230(C標(biāo)尺)
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1471.0
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備注1、零件圖紙硬度標(biāo)注與實(shí)際硬度試驗(yàn)方法相對應(yīng) 2、硬度測量時,若載圓柱面或球面上測量應(yīng)按各自標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行硬度值修約。
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3.3 經(jīng)不同熱處理工藝處理后的表面硬度測量方法及其選擇,見小表3:
熱處理類別
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表面硬度測量方法
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選用原則
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鑄件與鍛件
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GB231
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一般按GB231測量
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正火與退火
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GBG230,GB231,GB4340
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淬火回火件
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GBG230,GB231,GB4340,GB4341,GB/T13321
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一般按GB230(C標(biāo)尺)測量,調(diào)質(zhì)件可采用GB231小件,薄件按GB4340,GB4341測量
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感應(yīng)淬火件
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GBG230,GB1818,GB4340,GB4341,GB/T13321,GB5350
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一般按GB230(C標(biāo)尺)測量,硬化層較淺時可采用GB1818,GB4340,GB5350
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滲碳與碳氮共滲件
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滲氮件
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GB1818,GB4340,GB4341, GB4342,GB/T13321,GB5350
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一般按GB4340或GB5350測量, 滲氮層大于0.3mm時可用GB1818,化合物層硬度按GB4342
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氮碳共滲(軟氮化)
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GB1818,GB4340, GB4342, GB5350
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一般按GB4342或GB5350測量
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備注:(1)零件心部或基體硬度,一般按GB230.GB231或GB4340的試驗(yàn)方法測量。(2)若確定的硬度試驗(yàn)方法有幾種試驗(yàn)力可供選擇時,應(yīng)選用試驗(yàn)條件允許的*大試驗(yàn)力。
4、檢驗(yàn)設(shè)備與人員:
4.1 所有硬度計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)硬度試塊均應(yīng)在計(jì)量部門檢定的有效期內(nèi)使用,不允許在無檢定合格證書或超過檢定的有效期使用。
4.2 應(yīng)設(shè)立專職檢驗(yàn)人員,且經(jīng)正規(guī)培訓(xùn)與考核,具有正式的資格證書;生產(chǎn)線的操作人員檢驗(yàn),應(yīng)經(jīng)一定培訓(xùn),在專職檢驗(yàn)人員的認(rèn)可或指導(dǎo)下進(jìn)行。
5、測量數(shù)據(jù)的表示與記錄:
5.1 硬度值的表示應(yīng)按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)硬度試(檢)驗(yàn)方法的規(guī)定,一般以硬度范圍法表示,標(biāo)出上、下限值,如60-65HRC;特殊情況液可以只標(biāo)下限值或上限值,應(yīng)用不小于或不大于表示,如不大于229HBS;若記錄換算硬度值時,應(yīng)在換算值后面加括號注明實(shí)測值【如:48.5HRC(75.0HRA)】;若記錄硬度平均值時,應(yīng)在硬度值平均值后米那加括號注明計(jì)算平均值所用的各測點(diǎn)硬度值【如:64.0HRC(63.5HRC、64.0HRC、64.5HRC)】
5.2 檢驗(yàn)報(bào)告記錄,包括零件名稱、材料、檢驗(yàn)數(shù)量、檢驗(yàn)結(jié)果及檢驗(yàn)人員與日期。
三、金相試驗(yàn)
金相分析時用金相顯微鏡觀察金屬內(nèi)部的組成相及組織組成物的內(nèi)型以及它們的相對量、大小、形態(tài)及分布等特征。材料的性能取決于內(nèi)部的組織形態(tài),而組織又取決于化學(xué)成分及加工工藝,熱處理時改變組織的主要工藝手段,因此,金相分析是材料及熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)與控制的重要方法。
1、通常金相檢驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)如下:
GB/T11354-1989 鋼鐵零件 滲氮層深度測測定和金相組織檢驗(yàn)
GB/T9450-1988 鋼鐵滲碳淬火有效硬化層深度的測定與校核
GB/T9451-1988 鋼件薄表面總硬化層深度或有效硬化層深度的測定GB/T5617-1985 鋼的感應(yīng)淬火或火焰火后有效硬化層深度的參定JB/T9204-1999 鋼件感應(yīng)淬火金相檢驗(yàn)
JB/T9211-1999 中碳鋼與中碳合金結(jié)合鋼馬氏體等級
JB/T7710-1995 薄層碳氮共滲或薄層滲碳顯微組織檢驗(yàn)
GB/T13298-1991 金相顯微組織檢驗(yàn)方法
GB/T13299-1991 鋼的顯微組織評定方法
GB6394-86 金屬平均晶粒度測定法
NJ309-83 內(nèi)燃機(jī)連桿螺栓金相檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
NJ326-84 內(nèi)燃機(jī)活塞銷 金相檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
2、金相試樣的選取與檢驗(yàn)步驟:
2.1 金相試樣的選取:
2.1.1 縱向取樣:縱向取樣是指沿著剛材的鍛扎方向進(jìn)行取樣。主要檢驗(yàn)內(nèi)容為:非金屬夾雜物的變形程度、晶?;兂潭?、碳化物網(wǎng)、變形后的各種組織形貌、熱處理的**情況等。
2.1.2 橫向取樣橫向取樣指垂直于鋼材的鍛扎方向進(jìn)行取樣。主要檢驗(yàn)內(nèi)容為:金屬材料從表層到中心的組織、顯微組織狀態(tài)、晶粒度級別、碳化物網(wǎng)、表面缺陷深度、氧化層深度、腐蝕層深度、表面化學(xué)熱處理及鍍層厚度等。2.1.3缺陷或失效分析取樣:截取缺陷分析的試樣,應(yīng)包括零件的缺陷部分在內(nèi);或在缺陷部分附近的正常部位取樣進(jìn)行比較。為此,通常檢驗(yàn)零件的*重要項(xiàng)目為表層顯微組織觀察和硬化層深度測定,應(yīng)橫向取樣;但緊固體的螺紋部分的滲層檢驗(yàn)需要縱向取樣。
2.2 金相檢驗(yàn)步驟:選樣——金相切割機(jī)(或線切割機(jī))取樣—鑲嵌機(jī)加熱鑲嵌-磨拋機(jī)磨光/拋光-化學(xué)腐蝕(通常用4%硝酸酒精溶液)-金相觀察/硬化層深度(或顯微硬度)測定-出具檢驗(yàn)報(bào)告2.3取樣數(shù)量:通常連續(xù)式加熱爐(如網(wǎng)帶爐):1件/4小時通常周期式加熱爐(如井式爐、箱式爐):2-3件/爐(裝爐夾具不同部位)備注:(1)金相試樣以磨面面積小于400MM2,高度15-20MM為宜。(2)試樣的制備過程中,部允許因受熱而導(dǎo)致組織變化,應(yīng)避免試樣邊緣出現(xiàn)圓角并防止改變斜截面試樣的角度。
3、金相組織觀察于判別:
3.1 滲碳或碳氮共滲:
3.1.1 適用于08F、Q235AF、20、20Cr等低碳或低合金鋼的零件。
3.1.2 試樣應(yīng)從滲碳或碳氮共滲零件上切取。液可用于鋼件的材質(zhì),熱處理狀態(tài),有效厚度一致,避過經(jīng)同爐滲碳或碳氮共滲處理的試樣。
3.1.3 薄層碳氮共滲件(層深≤0.3mm),表層碳含量應(yīng)不低于0.5%,氮含量應(yīng)不低于0.1%。薄層滲碳鋼件(層深≤0.3mm)表層碳含量應(yīng)不低于0.5%
3.1.4 滲層顯微組織評級在淬火狀態(tài)下進(jìn)行(放大倍率為400倍)。
3.1.5 針狀馬氏體級別及殘余奧氏體級別評定:當(dāng)滲層顯微組織主要為針狀馬氏體時,依據(jù)JB/T7710-1995標(biāo)準(zhǔn)圖譜共分1-5級,其中1-2級合格。
3.1.6 板條馬氏體級別評定:當(dāng)滲層顯微組織主要為板條馬氏體時,依據(jù)JB/T7710-1995標(biāo)準(zhǔn)圖譜共分1-5級,其中1-2級合格。
3.1.7 滲層(層深≤0.3mm)碳化物級別評定:依據(jù)NJ326-84標(biāo)準(zhǔn)圖譜共分1-5級,其中1-3級合格。
3.1.8 心部鐵素體級別評定:依據(jù)JB/T7710-1995標(biāo)準(zhǔn)圖譜共分1-5級,其中一般零件1-4級合格,重要零件1-3級合格。