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十三、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。
下面为您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：0.35DN 300HV0.3，表示渗氮层厚度为0.35mm，界限硬度值为300HV，检测力为0.3KG）。
渗氮层金相检测方法说实话渗氮层金相检测这事儿，我一开始也是瞎摸索。
我折腾了好久，才算找到点门道。
我最开始就知道得准备试样，这试样可得好好弄。
我第一次弄的时候，制样就不咋规范，就是简单地打磨了一下，可最后检测的时候，那效果差得很。
后来我就知道了，试样一定要严格按照要求来制备。
比如说，打磨的时候，就像给姑娘化妆一样，得一层一层来，从粗砂纸到细砂纸，循序渐进，每个步骤都不能少，打磨的时候手还得稳，不能这儿深那儿浅的。
磨好后就是抛光，这抛光就相当于给它做最后的美颜，就想让它表面光亮得像镜子似的。
一开始，我抛光的时候用力不均匀，结果有些地方还是有细细的划痕，真是让我头疼。
后来就慢慢练习，把抛光液的量和抛光的速度啥的都调整好了，结果才勉强满意。
染色也是个关键步骤。
我试过好几种染色剂，就跟试不同的调料做菜一样，每种染色剂染出来的效果都不太一样。
像有些染色剂，染出来渗氮层和基体的界限就不那么清晰，我就得重新做样。
最后发现用一种特定配比的试剂，染出来的效果就很好，可以明显地把渗氮层和基体区分开。
然后就是放到金相显微镜下观察了。
这显微镜的倍数啥的也有讲究，倍数太高了，有时候看得不是很全面；倍数太低了，又看不清楚细节。
我就一点点地试，从低倍到高倍慢慢看，就像看一幅大画一样，先看整体布局，再去看小角落里的细节。
还有特别要注意的是，检测的整个过程环境得干净卫生，稍微有点灰尘啥的，说不定就会影响检测结果。
我有次忘记把设备周围清理干净，结果在检测的时候发现有模糊的小颗粒，我还以为是试样的问题呢，后来才发现是环境因素导致的。
渗氮层金相检测就是这么个反复摸索的过程，每一步都得多注意点细节，才能得到比较准确的结果。
钢的渗氮---(强化渗氮;抗蚀渗氮)使氮原子渗入钢的表面,形成富氮硬化层的一种化学热处理工艺。
与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:高的硬度和耐磨性,高的疲劳强度,较高的抗咬合性,较高的抗蚀性,渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600C)进行,因而变形小,体积稍有胀大。
缺点是周期长(一般气体渗氮土艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆,不能承受太大问接触应力和冲击载荷。
渗氮用钢---从理论上讲,所有的钢铁材料都能渗氮。
但我们只将那些适用可渗氮处理并能获得满意效果的钢才称为渗氮用钢。
凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜,对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮d 渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度,但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540C经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm) 。
必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底,才能发挥渗氮的最大作用。
总的来看,大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的,不论表面和心部的性能都要求很高。
如果用碳钢进行渗氮,形成Fe 4N和Fe 2N较不稳定。
温度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,并且其心部也不能具有更高的强度和韧性为了在表面得到高硬度和高耐磨性,同时获得强而韧的心部组织,必须向钢中加入一方面能与氮形成稳定氮化物,另外还能强化心部的合金元素。
如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成稳定的化合物。
其中Cr、W、Mo、V还可以改善钢的组织,提高钢的强度和韧性。
目前专门用于渗氮的钢种是38CrMoAlA,其中铝与氮有极大的亲和力,是形成氮化物提高渗氮层强度的主要合金元素。
AlN很稳定,到约1000C的温度在钢中不发生溶解。
由于铝的作用使钢具有良好的渗氮性能,此钢经过渗氮表面硬度高达1100--1200HV(相当67--72HRC)。
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钢件渗氮层深度测定和金相组织检验1 范围本文件规定了钢制零件渗氮及氮碳共渗渗层深度的测定方法和渗氮金相组织的检验方法及技术要求。
本文件适用于气体渗氮、离子渗氮、氮碳共渗处理后的渗氮硬化层深度和化合物层厚度的测定，以及渗氮层脆性、疏松、脉状氮化物和渗氮前组织的检验与评定。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 4340.1 金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 4340.2 金属材料维氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准GB/T 7232 金属热处理术语GB/T 18449.1 金属材料努氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 18449.2 金属材料努氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准3 术语和定义GB/T 7232界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
渗氮硬化层深度nitriding hardness depth (NHD)从渗氮层表面至比心部高出50 HV硬度界限处的垂直距离。
注：心部硬度是3个以上测量值的算术平均值，按四舍五入取10 HV的整数。
化合物层厚度compound layer thickness (CLT)化学热处理时渗入元素与基体中金属元素形成的表面化合物层厚度。
原始组织prior metallographic structure; original structure钢件在渗氮处理前的显微组织。
渗氮层脆性brittleness of nitrided layer在一定的试验力作用下，渗氮件表面维氏硬度压痕边角碎裂的程度。
渗氮层疏松porosity of nitrided layer渗氮件表面化合物内微孔的密集程度。
脉状氮化物nervation and wave like nitride渗氮件扩散层中与表面平行走向的脉浪状氮化物。
