硬度梯度法测量渗氮层深度过程中遇到的两个问题

csrlxp

在利用硬度梯度法测试渗氮层深度的过程中遇到了两个问题，请各位前辈指导：
1.心部硬度的确定。按照GB/T 11354 标准，心部硬度在距表面3倍渗氮层深度的位置测量，至少取3点平均，在平时检测过程中经常碰到三点的硬度值差值较大的情况，如今天测的270，320，303，多取几个测试点，基本也是波动较大，所以想知道这种情况直接取平均值是不是合适。
2.硬度梯度测试。测试过程中，硬度较高的位置基本没什么问题，但是在硬度降到400以下的时候，硬度数据就变得有些无规律，比如会碰到0.5mm处硬度360，0.6mm处硬度370的情况，也就是说在400以下的时候随着深度的增加，各个点硬度会上下波动，感觉这样子对深度的判断造成了较大的困扰，不知道该如何处理。
上述两个问题请各位前辈指导。

csrlxp

补充一点，试样材质为42CrMo，预备热处理为调质

sheyingyong

金相图片看看，可能是材料成分问题

sheyingyong

怎么今天都没有人讨论问题

csrlxp

sheyingyong 发表于 2017-8-17 11:10
金相图片看看，可能是材料成分问题

金相一直看，好像也没什么特别的，成分的话，我们每个工件都要进行成分复验，也都在范围内，不知您怀疑的成分问题具体是指哪方面的问题？

cnszgong

我觉得 要先确定零件确实做了调质处理。
另外标准中距表面3倍渗氮层深度的位置测量的是基体硬度

csrlxp

cnszgong 发表于 2017-8-17 18:34
我觉得 要先确定零件确实做了调质处理。
另外标准中距表面3倍渗氮层深度的位置测量的是基体硬度 ...

零件调质是我们自己做的，没有问题，3倍渗氮层深度的位置测量的是基体硬度没错，可能我这个“心部硬度”用词不是很贴切，但是我描述的三倍渗氮层深度位置测量硬度存在的问题是客观存在的

cnszgong

csrlxp 发表于 2017-8-17 20:38
零件调质是我们自己做的，没有问题，3倍渗氮层深度的位置测量的是基体硬度没错，可能我这个“心部硬度” ...

我的意思是说：在GB/T 11354标准中 对于有渗氮前原始组织评定，原始组织1级和原始组织5级的零件，用小载荷维氏硬度计检验原始组织1级和原始组织5级的基体硬度，我觉得原始组织5级的比原始组织1级的基体维氏硬度散差更大。

sheyingyong

csrlxp 发表于 2017-8-17 18:18
金相一直看，好像也没什么特别的，成分的话，我们每个工件都要进行成分复验，也都在范围内，不知您怀疑的 ...

材料都有软点

锋翼

1：基体硬度差异较大，这很正常，我的做法是测5点，取平均值。
2：氮化层深度不规律，可以在检测区域测试3次，给客户报告出一个氮化层深度范围。
3：造成这种现象无非是材料偏析和调质时出了问题。

Alex

1.心部硬度的确定。按照GB/T 11354 标准，心部硬度在距表面3倍渗氮层深度的位置测量，至少取3点平均，在平时检测过程中经常碰到三点的硬度值差值较大的情况，如今天测的270，320，303，多取几个测试点，基本也是波动较大，所以想知道这种情况直接取平均值是不是合适。
这里需要用到3个统计工具
1）Standard Deviation 标准偏差 Excel里面的函数是STDEV
2）Average 平均数 Excel里面的函数是AVERAGE 随机取10点
3）Coefficient of Variation 变异系数  COV=STDEV/AVERAGE


简单来说 变异系数COV是指测量点分布的离散程度指数，具体用法是取10点心部硬度 求平均值与标准偏差 然后得出变异系数 我们的标准是COV<0.05
我没法上传图片，所以有不清楚的可以提问。

2.硬度梯度测试。测试过程中，硬度较高的位置基本没什么问题，但是在硬度降到400以下的时候，硬度数据就变得有些无规律，比如会碰到0.5mm处硬度360，0.6mm处硬度370的情况，也就是说在400以下的时候随着深度的增加，各个点硬度会上下波动，感觉这样子对深度的判断造成了较大的困扰，不知道该如何处理。
2）有效层深的分界值是多少？400左右已经是基体硬度了，和判定层深关系不太大。实在不行就用金相法。

csrlxp

cnszgong 发表于 2017-8-17 22:59
我的意思是说：在GB/T 11354标准中 对于有渗氮前原始组织评定，原始组织1级和原始组织5级的零件，用小载 ...

理解您的意思了，是说游离铁素体含量高的话，小载荷维氏硬度散差可能更大些，不过我们的试样按照标准评级 的话应该是不高于2级，不知道这个等级的话是不是散差大的原因

csrlxp

Alex 发表于 2017-8-18 10:13
1.心部硬度的确定。按照GB/T 11354 标准，心部硬度在距表面3倍渗氮层深度的位置测量，至少取3点平均，在平 ...

谢谢您的回答，关于变异系数没有问题，就是对COV的临界值有点疑问，不知道0.05是较为严格还是怎样，另外有效层深的界限硬度值为（基体硬度+50），因为基体硬度基本在300左右，所以400以下的波动对层深的判断还是造成了较大的困扰

Alex

csrlxp 发表于 2017-8-18 19:06
谢谢您的回答，关于变异系数没有问题，就是对COV的临界值有点疑问，不知道0.05是较为严格还是怎样，另外 ...

不同的产品不同的要求 严格还是怎样 不好回答  
理论上来说 硬度不会出现很大的波动 ，如果有疑问，不如打一个梯度传上来看看

csrlxp

Alex 发表于 2017-8-18 21:06
不同的产品不同的要求 严格还是怎样 不好回答  
理论上来说 硬度不会出现很大的波动 ，如果有疑问，不如 ...

好的，改天上传一下硬度梯度的报告再和大家讨论

hnhxslr

预处理出现了问题

hnhxslr

调质前的预处理有问题，比如锻造！！！！

LISHUANGXI

显微硬度散差大，一方面是打在晶界上和打在晶粒内部不一样，打在硬质点上更是差别大。另一方面是试样前期调质没有做好，
遇到这种情况不妨打5个点，把最高的和最低的去掉，然后求平均值。
至于在0.6mm的地方硬度比0.5mm的高，这种情况比较异常，先排除人为因素，

落水残阳

不理3倍渗层深度什么的。从表至里打个硬度梯度，硬度降到平台时，平台硬度作为基体硬度，然后加50作为临界值。

aaron01

这个问题很难解决的，按照GBT 11354， 在判硬化层的时候是用HV0.3载荷的，这么小的载荷在硬度变化很陡的表层是合理的，不能用大载荷打。但是在心部硬度测试的时候，组织不均匀性就会造成心部硬度忽高忽低。
这还是调质的零件，如果是正火退火态，打在珠光体上和打在铁素体上的差别就更大了。
我觉得比较合适的方法，是用大载荷打心部硬度，取几点平均值，再加50HV作为硬化层的阈值，然后再用HV0.3来打硬度曲线，用前面那个阈值来判硬化层。