[发明专利]渗碳缓冷试样表层非平衡态复相组织碳含量快速鉴别方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁工件的渗碳检测工艺技术领域，尤其是一种渗碳缓冷试样表层非平衡态复相组织碳含量快速鉴别方法。

背景技术

渗碳生产现场一线检测过程中，一般要求试样缓冷以获得平衡态的组织，这种珠光体类的平衡组织（不同的平衡组织具有不同的晶界特征）较直观地反映出碳化物的形态。然而，在渗碳过程中检测过程活样时，经常出现一些具有一定淬透性的材料（如20CrNiMo、12Cr2Ni4A），即使在缓冷状态下试样表面也会产生非平衡态的相变组织（局部呈现针叶状组织）。这种非期望得到的非平衡相变组织长期困扰对表面碳浓度的判明，由于缺乏准确的经验数据（缺乏此类相变组织变化的文献资料），常造成误判或延误检测判断时间，导致多种重要渗碳淬火产品反复返工或误返工，不仅浪费能耗，甚至产生一定数量的变形、磨削裂纹等废品。

发明内容

为了克服现有的渗碳淬火产品反复返工或误返工、浪费能耗的不足，本发明提供了一种渗碳缓冷试样表层非平衡态复相组织碳含量快速鉴别方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种渗碳缓冷试样表层非平衡态复相组织碳含量快速鉴别方法，包括以下步骤：

一、在常规金相浸蚀条件下（试样抛光+4%硝酸乙醇浸蚀，X100或更高放大倍数）检测来识别平衡组织或准平衡组织或非平衡组织；

二、所述钢铁工件的表面到心部不同部位在同样较低的冷速下并非完全显示出平衡组织，而会显示出平衡→非平衡→平衡或非平衡→平衡组织；通过对非平衡组织识别，判定其应产生的平衡或准平衡组织，从而揭示其本质的组织特性。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件的材质包括各种渗碳钢。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件含有一种或多种合金元素。

本发明的有益效果是，本发明的意义在于突破了非期望得到的非平衡相变组织长期对表面碳浓度判明的困扰，同时为具有一定淬透性的材料的渗碳组织准确判定开辟了一条简单实用的途径。与现有技术相比，本发明的优点是：

1、成本低，检测速度快，检测精度高：采用简单的检测设备条件（普通金相显微镜）即可实现。

2、渗层质量稳定：经长期多种材质、多种结构、多种产品实际生产证明，可得到理想的浅层渗碳深度与有效淬硬层深度。

3、适用广泛：适用于一切常规的渗碳钢，提高合金化可加快渗速。

4、设备利用率高：经生产实践验证可应用于大中小不同炉体设备渗碳。

本发明应用于生产现场一线检测并指导生产，检测精度提高，减少大量返工、减少重复取样制样等工作，节约大量能耗，避免产生变形、磨削裂纹等废品。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为一种具有一定淬透性的低碳合金钢渗碳后从表面到心部的金相组织过渡图；

图2为实施例的组织分布图。

具体实施方式

一种渗碳缓冷试样表层非平衡态复相组织碳含量快速鉴别方法，包括以下步骤：

一、在常规金相浸蚀条件下（试样抛光+4%硝酸乙醇浸蚀，X100或更高放大倍数）检测来识别平衡组织或准平衡组织或非平衡组织；

二、所述钢铁工件的表面到心部不同部位在同样较低的冷速下并非完全显示出平衡组织，而会显示出平衡→非平衡→平衡或非平衡→平衡组织；通过对非平衡组织识别，判定其应产生的平衡或准平衡组织，从而揭示其本质的组织特性。

所述钢铁工件的材质包括各种渗碳钢。

所述钢铁工件含有一种或多种合金元素。

平衡组织主要指在缓慢冷却或平衡条件下获得的珠光体类组织，以渗碳体或铁素体为晶界析出，可直接作为渗碳各过程进展状态的检测依据。准平衡组织指在冷速较慢或接近平衡条件下获得的以珠光体类组织为主的组织。

非平衡组织主要指在较快冷速（非平衡）条件下冷却获得的马氏体组织+残余奥氏体组织或（一定冷速条件下出现的少量）贝氏体组织，及部分珠光体组织。马氏体组织+残余奥氏体组织含量较多，可达80%以上，贝氏体组织大多10%以下或很少量，珠光体组织一般0~50%。

上述组织的识别均可在常规金相浸蚀条件下（试样抛光+4%硝酸乙醇浸蚀，X100或更高放大倍数）检测。