热处理检验规范

热处理检验规范属零件的内在质量主要取决于材料和热处理。因热处理为特种工艺所赋予产品的质量特性往往又室补直观的内在质量，属于“内科”范畴，往往需要通过特殊的仪器（如：各种硬度计、金相显微镜、各种力学性能机）进行检测。在GB/T19000－ISO9000系列标准中，要求对机械产品零部件在整个热处理过程中一切影响因素实施全面控制，反映原材料及热处理过程控制，质量检验及热处理作业条件（包括生产与检验设备、技术、管理、操作人员素质及管理水平）等各方面均要求控制，才能确保热处理质量。为此，为了提高我公司热处理产品质量，遵循热处理相关标准，按零件图纸要求严格执行，特制定本规范一、使用范围：本规范适用于零件加工部所有热处理加工零件。二、硬度检验：通常是根据金属零件工作时所承受的载荷，计算出金属零件上的应力分布，考虑安全系数，提出对材料的强度要求，以强度要求，以强度与硬度的对应关系，确定零件热处理后应具有大硬度值。为此，硬度时金属零件热处理最重要的质量检验指标，不少零件还时唯一的技术要求。1、常用硬度检验方法的标准如下：GB230金属洛氏硬度试验方法GB231金属布氏硬度试验方法GB1818金属表面洛氏硬度试验方法GB4340金属维氏硬度试验方法GB4342金属显微维氏硬度试验方法GB5030金属小负荷维氏试验方法2、待检件选取与检验原则如下：为保证零件热处理后达到其图纸技术（或工艺）要求，待检件选取应有代表性，通常从热处理后的零件中选取，能反映零件的工作部位或零件的工作部位硬度的其他部位，对每一个待检件的正时试验点数一般应不少于3个点。通常连续式加热炉（如网带炉）:应在连续生产的网带淬火入回火炉前、回火后入料框前的网带上抽检3－5件/时。且及时作检验记录。同时，若发现硬度超差，应及时作检验记录。同时，若发现硬度越差，应及时进行工艺参数调整，且将前1小时段的零件进行隔离处理(如返工、检)。通常期式加炉（如井式炉、箱式炉）：应在淬火后、回火后均从料框的上、中、下部位抽检6－9件/炉，且及时作检验记录。同时，若发现硬度超差，应及时进行工艺参数调整，且将该炉次的零件进行隔离处理（如返工、逐检）。通常感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度调整，经首件（或批）感应淬火合格后方可生产，且及时作检验记录。3、硬度测量方法：3.1各种硬度测量的试验条件，见下表1：试验类别硬度范围压头要求mm预载荷/N总载荷/N保荷时间/S布氏硬度P：总载荷/ND：钢球压头直径/mm140－450HB(要求P＝30D2)∮10mm钢球无2942110－15∮5mm钢球7355∮2.5mm钢球18394－140HB(要求P＝10D2)∮10mm钢球9807∮5mm钢球2452∮2.5mm钢球613洛氏硬度70－85HBA120°金刚石圆锥体985881030－100HRB∮1.588mm钢球98020－67HBC120°金刚石圆锥体1471表面洛氏硬度70-94HR15N120°金刚石圆锥体29.4147.11042-86HR30N294.220-78HR45N441.3常规维氏硬度P：总载荷14-1000HV136°金刚石四方角锥体无P分为：5、10、20、30、50、100/kg10小负荷维氏硬度P：总载荷P：总载荷分为：0.2、0.3、0.5、1、2、2.5、3/kg显微维氏硬度P：总载荷P：总载荷分为：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1/kg3.2测量硬化层深度不同的零件表面硬度时，硬度试验方法与试验力的一般选择，见表2：有效硬化层深度表面硬度测量方法采用标准实验力，N≤0.1GB4342、GB5030≤9.8070.1-0.2GB4340、GB50309.807-49.030.2-0.4GB434049.03-98.07GB1818(15N或30N标尺)147.1或294.20.4－0.6GB434098.07－294.2GB230(A标尺)588.40.6－0.8GB230(A或C标尺)588.4或1471.00.8GB230（C标尺）1471.0备注1、零件图纸硬度标注与实际硬度试验方法相对应2、硬度测量时，若载圆柱面或球面上测量应按各自标准的规定进行硬度值修约。3.3经不同热处理工艺处理后的表面硬度测量方法及其选择，见小表3：热处理类别表面硬度测量方法选用原则铸件与锻件GB231一般按GB231测量正火与退火GBG230,GB231,GB4340淬火回火件GBG230,GB231,GB4340,GB4341,GB/T13321一般按GB230(C标尺)测量,调质件可采用GB231小件,薄件按GB4340,GB4341测量感应淬火件GBG230,GB1818,GB4340,GB4341,GB/T13321,GB5350一般按GB230(C标尺)测量,硬化层较浅时可采用GB1818,GB4340,GB5350渗碳与碳氮共渗件渗氮件GB1818,GB4340,GB4341,GB4342,GB/T13321,GB5350一般按GB4340或GB5350测量,渗氮层大于0.3mm时可用GB1818，化合物层硬度按GB4342氮碳共渗（软氮化）GB1818,GB4340,GB4342,GB5350一般按GB4342或GB5350测量备注：（1）零件心部或基体硬度，一般按GB230.GB231或GB4340的试验方法测量。（2）若确定的硬度试验方法有几种试验力可供选择时，应选用试验条件允许的最大试验力。4、检验设备与人员：4.1所有硬度计及标准硬度试块均应在计量部门检定的有效期内使用，不允许在无检定合格证书或超过检定的有效期使用。4.2应设立专职检验人员，且经正规培训与考核，具有正式的资格证书；生产线的操作人员检验，应经一定培训，在专职检验人员的认可或指导下进行。5、测量数据的表示与记录：5.1硬度值的表示应按相应国家标准硬度试（检）验方法的规定，一般以硬度范围法表示，标出上、下限值，如60－65HRC；特殊情况液可以只标下限值或上限值，应用不小于或不大于表示，如不大于229HBS；若记录换算硬度值时，应在换算值后面加括号注明实测值【如：48.5HRC（75.0HRA）】；若记录硬度平均值时，应在硬度值平均值后米那加括号注明计算平均值所用的各测点硬度值【如：64.0HRC（63.5HRC、64.0HRC、64.5HRC）】5.2检验报告记录，包括零件名称、材料、检验数量、检验结果及检验人员与日期。三、金相试验金相分析时用金相显微镜观察金属内部的组成相及组织组成物的内型以及它们的相对量、大小、形态及分布等特征。材料的性能取决于内部的组织形态，而组织又取决于化学成分及加工工艺，热处理时改变组织的主要工艺手段，因此，金相分析是材料及热处理质量检验与控制的重要方法。1、通常金相检验方法的标准如下：GB/T11354－1989钢铁零件渗氮层深度测测定和金相组织检验GB/T9450－1988钢铁渗碳淬火有效硬化层深度的测定与校核GB/T9451－1988钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定GB/T5617－1985钢的感应淬火或火焰火后有效硬化层深度的参定JB/T9204－1999钢件感应淬火金相检验JB/T9211－1999中碳钢与中碳合金结合钢马氏体等级JB/T7710－1995薄层碳氮共渗或薄层渗碳显微组织检验GB/T13298－1991金相显微组织检验方法GB/T13299－1991钢的显微组织评定方法GB6394－86金属平均晶粒度测定法NJ309－83内燃机连杆螺栓金相检验标准NJ326－84内燃机活塞销金相检验标准2、金相试样的选取与检验步骤：2.1金相试样的选取：2.1.1纵向取样：纵向取样是指沿着刚材的锻扎方向进行取样。主要检验内容为：非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、碳化物网、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。2.1.2横向取样横向取样指垂直于钢材的锻扎方向进行取样。主要检验内容为：金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表面缺陷深度、氧化层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。2.1.3缺陷或失效分析取样：截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内；或在缺陷部分附近的正常部位取样进行比较。为此，通常检验零件的最重要项目为表层显微组织观察和硬化层深度测定，应横向取样；但紧固体的螺纹部分的渗层检验需要纵向取样。2.2金相检验步骤：选样——金相切割机（或线切割机）取样—镶嵌机加热镶嵌－磨抛机磨光/抛光－化学腐蚀（通常用4％硝酸酒精溶液）－金相观察/硬化层深度（或显微硬度）测定－出具检验报告2.3取样数量：通常连续式加热炉（如网带炉）：1件/4小时通常周期式加热炉（如井式炉、箱式炉）：2－3件/炉（装炉夹具不同部位）备注：（1）金相试样以磨面面积小于400MM2，高度15－20MM为宜。（2）试样的制备过程中，部允许因受热而导致组织变化，应避免试样边缘出现圆角并防止改变斜截面试样的角度。3、金相组织观察于判别：3.1渗碳或碳氮共渗：3.1.1适用于08F、Q235AF、20、20Cr等低碳或低合金钢的零件。3.1.2试样应从渗碳或碳氮共渗零件上切取。液可用于钢件的材质，热处理状态，有效厚度一致，避过经同炉渗碳或碳氮共渗处理的试样。3.1.3薄层碳氮共渗件（层深≤0.3mm），表层碳含量应不低于0.5％，氮含量应不低于0.1％。薄层渗碳钢件（层深≤0.3mm）表层碳含量应不低于0.5％3.1.4渗层显微组织评级在淬火状态下进行（放大倍率为400倍）。3.1.5针状马氏体级别及残余奥氏体级别评定：当渗层显微组织主要为针状马氏体时，依据JB/T7710-1995标准图谱共分1－5级，其中1－2级合格。3.1.6板条马氏体级别评定：当渗层显微组织主要为板条马氏体时，依据JB/T7710-1995标准图谱共分1－5级，其中1－2级合格。3.1.7渗层（层深≤0.3mm）碳化物级别评定：依据NJ326－84标准图谱共分1－5级，其中1－3级合格。3.1.8心部铁素体级别评定：依据JB/T7710-1995标准图谱共分1－5级，其中一般零件1－4级合格，重要零件1－3级合格。3.2渗氮或碳氮共渗（软氮化）：3.2.1渗氮前调质组织的检验：3.2.1.1渗氮前调质组织级别（对大工件可在表面2mm深度范围内检查），依据GB/T11354－1989标准图谱（放大倍率为500倍），回火索氏体中游离体素体数量共分1－5级，其中一般零件1－3级为合格，重要零件1－2级为合格。3.2.1.2渗氮零件的工作面部允许由脱碳层或粗大的回火索氏体组织。3.2.2试样应从渗碳零件上垂直于渗氮表面切取，也可用与零件的材料、处理条件、加工精度相同，并经同炉渗氮处理的试样；检验部位应具有代表性，若检查渗氮层脆性的试样，表面粗糙度要求0.25－0.63mm，但不允许把化合物磨掉。3.2.2渗氮层脆性检验：经气体渗氮的零件，必须进行脆性的检验。3.2.2.1依据GB/T11354－1989标准图谱（放大倍率为100倍），渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边角碎裂程度共分1-5级，其中一般零件1-3级为合格，重要零件1-2级为合格。3.2.2.2检验渗氮层脆性，采用维氏硬度计，试验力规定用98.07N（10kgf），加载必须缓慢（在5－9s内完成），加载后停留5－10s，然后去载荷，同时，每制件至少测3点，其中2点以上处于相同级别时，才能定级，否则，需重新测定一次。如由特殊情况经有关各方协商，亦可采用49.03N（5kgf）或294.21N（30kgf）的试验力，但需按下表4的值换算。试验力（kgf）压痕级别换算49.03（5）1234498.07（10）12345294.21（30）234553.2.2.3渗氮层脆性应在零件工作部位或随炉试件的表面检验，对于渗氮后留由磨量的零件也可在磨去加工余量后表面上测定。3.2.3渗氮层疏松检验：经氮碳共渗（软氮化）的零件，必须进行疏松检验。依据GB/T11354－1989标准图谱（放大