Тонкие упрочненные поверхностные слои, полученные в результате термохимической обработки, имеют существенное значение для повышения эксплуатационных характеристик металлических изделий. Карбонитрование, азотирование, цианирование и нитроцементация – это процессы, которые используются для улучшения жесткости, износостойкости и коррозионной стойкости металлических поверхностей. Измерение жесткости таких поверхностных слоев является важным этапом в контроле качества обработки и определении соответствия полученных характеристик заданным требованиям. Мы подготовили рекомендации по измерению твердости тонких упрочненных поверхностных слоев, а в этой статье расскажем о наиболее популярных методах.
Карбонитрование – это процесс диффузного насыщения поверхности стали углеродом и азотом. Этот метод позволяет достичь высокой жесткости поверхности и повышенной износостойкости. Измерение жесткости карбонитрованных слоев обычно осуществляется с помощью микротвердомеров. Эти приборы позволяют определять жесткость на глубинах, соответствующих толщине обработанного слоя, по шкалам Vickers или Knoop.
Азотирование представляет собой процесс насыщения поверхности металла азотом при повышенных температурах. Этот метод обеспечивает высокую жесткость и износостойкость, а также коррозионную стойкость изделий. Для измерения твердости азотированных слоев применяют методы микротвердости, позволяющие определить изменение твердости с глубиной слоя. Важной характеристикой азотированных слоев является их равномерность, также контролируемая с помощью измерений микротвердости.
Цианирование состоит в насыщении поверхности металла азотом и углеродом с помощью цианистых солей при высоких температурах. Этот метод позволяет добиться высокой твердости и коррозионной стойкости поверхностного слоя. Измерение жесткости цианированных слоев осуществляется с помощью микротвердомеров, позволяющих получать данные о жесткости на микроуровне. Такой подход обеспечивает точность измерений и возможность контроля качества обработки.
Нитроцементация является процессом насыщения поверхности стали азотом и углеродом в среде аммиака и углеродсодержащих газов. Этот метод сочетает преимущества цементации и азотирования, позволяя достичь высокой твердости и износостойкости поверхностного слоя. Для измерения жесткости нитроцементированных слоев используют микротвердомеры и методы оптической микроскопии, позволяющие получать подробные данные о распределении жесткости с глубиной.
Методы измерения жесткости
Для измерения жесткости тонких упрочненных поверхностных слоев чаще всего используют методы микротвердости. Наиболее распространенными методами являются:
- Метод Vickers. Измерение производится путем вдавления пирамиды из алмаза в поверхность материала. Глубина вдавления и размеры остатка позволяют определить жесткость материала.
- Метод Knoop. Этот метод подобен методу Vickers, но использует асимметричную пирамиду, позволяющую более точно измерять жесткость тонких слоев и поверхностей с ограниченной толщиной.
- Метод Роквелла. Измерение производится путем вдавления стального шара или алмазного конуса в поверхность материала. Этот метод позволяет быстро получать данные о жесткости, однако он менее точен для тонких слоев.
- Метод Берковича. Используется для измерения микротвердости с высокой точностью и позволяет получать данные о механических свойствах поверхностных слоев.
Измерение твердости тонких упрочненных поверхностных слоев, полученных в результате карбонитирования, азотирования, цианирования и нитроцементации, критически важно для контроля качества обработки и обеспечения соответствия заданным требованиям. Использование современных методов микротвердости позволяет получать точные данные о жесткости и равномерности обработки, что является ключевым фактором для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик металлических изделий.