2장 표면 경화층 깊이 결정
화학적 열처리(침탄담금질, 탄질화담금질, 질화 등)나 표면열처리(유도담금질, 화염담금질, 전자빔담금질 등)를 통해 금속침투, 비금속침투를 통해 금속의 표면을 부품을 특정 깊이까지 처리할 수 있습니다. 서비스 요구 사항에 맞게 강화된 레이어입니다. 경화층의 정의를 결정하는 것을 전제로 경도 구배법을 사용하여 경화층의 깊이를 측정할 수 있습니다. 경화층과 매트릭스 사이에 명확한 경계면이 있는 경우 금속 조직학적 방법을 사용할 수도 있습니다.
시편 준비를 위해 금속 조직 시편 준비에 대한 일반 요구 사항을 따라야 합니다(5장, 5.1절 참조). 샘플의 표면 가장자리가 모따기되는 것을 방지하기 위해 샘플을 장착해야 합니다. 금속 조직 검사를 위해 샘플을 정상적으로 침식해야 하거나 경도법을 사용할 때 경도층 분포를 이해해야 합니다. 경도를 측정할 때에는 연마된 상태에서 측정하는 것이 좋습니다.
2.1 표면 경화층 깊이 결정을 위한 일반 규칙
특정 공정 조건에서 얻은 경화층의 깊이 결정은 관련 테스트 표준 및 기술 프로토콜의 요구 사항에 따라 수행되어야 합니다.
2.1.1 시료 선택 및 시료 준비
표면 경화층의 깊이를 측정하기 위한 샘플은 특정 공정이 완료된 부품에서 채취해야 합니다. 채취된 면적과 수량은 공정 문서에 명시되어야 하며, 퍼니스와 함께 배송되는 샘플도 규정에 따라 선택할 수 있습니다.
표면 경화층의 깊이는 경화층에 수직인 단면에서 측정해야 합니다. 시험 표면은 경화층 전체와 코어 구조의 일부를 포함해야 하며, 해당 부품의 축 방향 또는 기술 협약에 명시된 영역에 최대한 가까워야 합니다.
얇은 경화층 샘플의 경우 그림 2-1과 같이 쐐기형 시편을 사용할 수 있습니다. 표면 경화층 깊이의 한계를 결정할 때 계단형 시편을 사용할 수도 있습니다. 계단 샘플의 각 단의 높이는 0.05mm 또는 0.10mm이며 그림 2-2과 같이 표면과 각 단의 표면을 연삭 및 가공해야 합니다.
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2.1.2 경도 구배 결정
경도법은 표면에서 내부까지의 경도 구배 곡선을 바탕으로 표면 경화층의 깊이를 결정하는 방법입니다.
경도구배는 일반적으로 Vickers 경도시험기를 사용하여 측정하지만, 양측이 합의한 조건에 따라 Knoop 경도시험기를 사용할 수도 있습니다. 적용 가능한 시험력 범위는 {{0}}.9807~9.807N(0.1~1kgf)입니다.
경도 구배는 계약 당사자 간의 합의에 따라 두 개 이상의 위치에서 측정됩니다. 각 위치의 측정 결과는 표면으로부터의 거리에 따른 경도 변화 곡선으로 그려야 합니다.
경도 측정 위치는 그림 {{0}}의 표 방법에 나와 있습니다. 1.5mm의 폭 W 내에서 비커스 경도는 표면에 수직인 하나 이상의 평행선에서 측정됩니다. 평행선 사이의 거리는 비커스 경도 시험 표준 요구 사항을 준수해야 합니다. 인접한 두 압흔 사이의 거리(Δd)는 압흔 대각선의 일반 시간보다 작아서는 안 됩니다. 연속된 압흔 중심과 표면 사이의 거리 차이(d2-d1)는 0.1mm를 초과해서는 안 됩니다. 압흔 중심에서 표면까지의 거리를 측정하는 정확도는 ± 25 μm 이내여야 합니다.
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표면의 첫 번째 압흔의 중심에서 표면까지의 거리(d1)는 비커스 경도 압입 대각선의 최소 2.5배가 되어야 합니다.
측정된 데이터를 바탕으로 그림 2-4에 표시된 곡선을 그릴 수 있으며 다양한 경화층 깊이의 정의를 기반으로 해당 경화층 깊이를 얻을 수 있습니다.
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2.2 강철 부품의 침탄 또는 탄질화 담금질 경화층 깊이 측정
철강 부품의 침탄 또는 탄질화 담금질 경화층의 깊이(0.3mm보다 큼)는 일반적으로 GB/T 9450-2005 "침탄 깊이 결정 및 검증"에 지정된 방법을 사용하여 측정됩니다. 및 강철 부품의 담금질 경화층". 이 방법은 유일한 중재 방법이기도 합니다.
2.2.1 침탄 및 담금질 경화층의 깊이 정의
GB/T9450-2005는 부품 표면에서 비커스 경도 값이 550HV1인 지점까지의 수직 거리가 침탄 및 담금질 경화층의 깊이라고 규정합니다. 이 550HV1을 한계 경도값이라고 합니다. 이 정의는 침탄 또는 탄질화 및 담금질 처리된 피삭재에 적용되며, 표면으로부터 담금질 경화층 깊이(중심으로 정의)에서의 경도 값은 450HV 미만입니다. 점이 450HV보다 높으면 550HV보다 큰 특정 값(첫 번째 수준은 25HV)을 한계 경도로 선택해야 합니다. 이 위치의 코어 경도 값이 470HV인 경우 한계 경도 값은 575HV로 설정되어야 합니다. 별도의 기술협약이 있는 경우에는 해당 계약의 조항을 적용합니다.
2.2.2 경도법에 따른 경화층 깊이 결정
{{0}}.9807~9.807N(일반적으로 사용: 0.9807~2.942N)의 하중을 사용하여 표면에서 내부까지의 경도 구배 곡선을 측정합니다. 섹션 2.1에 소개된 방법에 따라. 일반적으로 두 개 이상의 경도 곡선은 양측이 합의한 위치에서 측정해야 합니다. 그림 2-4의 표에 표시된 대로 경도 값이 각 곡선을 기반으로 정의된 값(예: 550HV 또는 해당 Knoop 경도 값)인 공작물 표면으로부터의 거리를 결정합니다. 각 값의 차이가 0.1mm 이하인 경우, 그 평균값을 경화층의 깊이로 합니다. 차이가 0.1mm보다 크면 테스트를 반복해야 합니다.
침탄 및 담금질 경화층의 깊이가 대략적으로 결정된 상태에서 보간법을 사용하여 검증할 수 있습니다. 표면으로부터의 거리가 추정 경화층 깊이 d1보다 작고, 추정 경화층 깊이 d2보다 큰 위치
(d{{0}} d1의 "는 0.3mm를 초과해서는 안 됩니다.") 각각에 대해 최소 5개의 경도 값(평균값)을 측정합니다. 사진은 각각입니다. 경화층 깊이(CHD)는 보간 공식(2-1)에 따라 얻을 수 있습니다.
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공식에서, d1——경화층의 깊이보다 작은 표면으로부터의 거리;
d2 ———경화된 층의 깊이보다 더 큰 표면으로부터의 거리;
그림 - 그림 2-5에 표시된 대로 d1 및 d2에서의 경도 측정 값의 산술 평균입니다.
그림 - 한계 경도 값(보통 550HVI).
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2.2.3 침탄 및 담금질 경화층 깊이 측정 결과 표현 방법
경도시험 조건에 따라 침탄 및 담금질 경화층의 깊이는 다음과 같이 표현된다.
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2.2.4 침탄 및 담금질 경화층의 깊이를 결정하는 금속조직학적 방법
금속조직학적 방법을 이용하여 경화층의 깊이를 측정할 때에는 경화층의 깊이가 시야의 1/3~2/3을 차지하는 금속조직현미경을 사용하는 것이 좋습니다.
금속 조직학적 방법은 일반적으로 느린 냉각(평형 상태) 조건에서 침탄된 시료의 법선 단면의 금속 조직학적 테스트 표면에서 측정됩니다. 침탄 및 담금질 경화층의 깊이에 대한 구체적인 계산 방법에 대한 엄격하고 통일된 산업 표준은 없습니다. 일반적으로 원료를 기준으로 합니다. (탄소강, 합금강) 및 기술은 3가지 방식으로 나눌 수 있다. 표2-1를 참조한다.
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공작물에 충분히 깊은 고탄소 영역이 있는지 확인하는 동시에 침탄층의 전이 영역에서 탄소 농도 구배가 너무 커서 침탄층과 매트릭스 사이의 응력 돌연변이를 늦추지 않는 것이 일반적으로 요구됩니다. . 따라서 일반적으로 과공석층과 공석층의 합이 전체 투자율층의 약 50~75%를 차지할 것이 요구된다.
2.2.5 얕은 침탄 경화층 깊이 결정
침탄(탄질화) 경화층 깊이가 0.3mm 미만인 공작물의 경우 위의 방법은 적용할 수 없지만 GB/T 9451-2005 "전체 경화층 깊이 또는 얇은 유효 경화층 깊이를 결정합니다. 강철 부품의 표면층"을 사용해야 합니다. 규정된 방법. 이 표준에서는 가공물 표면의 수직 방향으로 측정한 경화층으로부터 규정된 미세 경도 값까지의 거리를 유효 경화층 깊이라고 하고, 경화층으로부터 미세 경도 값에 큰 변화가 없는 거리를 측정한 거리를 총 경화층 깊이.
구체적인 측정방법 및 표현방법은 GB/T{{0}}와 동일하나 비커스 경도시험에 사용되는 하중은 일반적으로 1.97N(0.2kgf), 2.94N( 0.3kgf).
2.3 강철 부품의 질화층 깊이 결정
강철 부품의 질화(질화침탄) 층의 깊이 결정은 일반적으로 GB/T 11354-2005 "강철 부품 - 질화 층 깊이 결정 및 금속 조직 검사"에 따라 수행됩니다. 구체적인 측정방법으로는 경도법, 금속조직학법, 파괴법 등이 있다. 그 중 경도법이 중재법이다.
2.3.1 질화층 깊이의 정의
질화(질화침탄)층의 깊이는 표면화합물층과 확산층의 합이다.
경도로 정의: 샘플 표면에서 기판의 비커스 경도 값보다 50HV 높은 지점까지 측정된 수직 거리가 질화층의 깊이입니다.
탄소강이나 저탄소저합금강의 질화층의 경도가 매우 완만하게 변화하는 부품의 경우, 질화층의 깊이는 비커스 경도가 30HV인 표면으로부터 수직면 방향을 따른 거리로 정의할 수 있습니다. 매트릭스의 비커스 경도보다 높습니다. 별도의 기술협약이 있는 경우에는 해당 계약의 조항을 적용합니다.
2.3.2 경도법에 따른 질화층 깊이 결정
경도법은 질화층의 깊이를 측정하는 데 사용됩니다. 규격에 따라 비커스 경도를 사용합니다(누프 경도도 사용 가능). 시험하중은 {{0}}.9807~9.807N이며 일반적으로 0.9807~2.942N을 사용한다.
질화층의 깊이는 부품의 기본 경도에 따라 결정됩니다. 표면으로부터 질화층 깊이의 3배에서 측정한 3-점 경도값의 평균값(정확도 10자리)이 측정된 모재 경도가 됩니다.
