【航空工业行业标准(HB)】 航空钢制件渗氮、氮碳共渗渗层深度测定方法

中华人民共和国航空工业标准
HB 5023—94
航空钢制件渗氮、氮碳共渗
渗层深度测定方法
1994-10—31发布
中国航空工业总公司
1995—01—01实施
中华人民共和国航空工业标准
航空钢制件渗氮、氮碳共渗
渗层深度测定方法
1主题内容与适用范围
本标准规定了航空钢制件渗氮、氮碳共渗渗层深度测定方法。HB5023-94
本标准适用于航空产品中钢制件渗氮、氮碳共渗渗层深度的测定。其它产品也可参照执行。
2引用标准
GB9451钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定3术语
渗氮层深度：渗氮层包括化合物层（白亮层）和扩散层，其深度指从工件表面测至与基体组织有明显的分界处或规定的界限硬度值处的垂直距离（用拉丁字母DN表示）。4试样切取与制备
4.1试样应从渗氮或氮碳共渗的零件上切取，允许采用与零件材料、处理条件、加工精度相同，并经同炉渗氮或氮碳共渗的试样。试样在渗氮前的待渗表面粗糙度-般不大于Ra0.80um。4.2切取试样时，不允许因温度过高而影响试样硬度和组织。4.3在磨削和抛光试样过程中检测表面不允许过热、边缘倒角和剥落。4.4检验部位应有代表性，检测面必须垂直于渗氮或氮碳共渗渗层。5渗层深度测定方法
5.1硬度法
5.1.1本标准采用维氏硬度，试验力规定为0.98N（0.1kgf）～2.94N（0.3kgf），从试样表面测至比其体维氏硬度值高50HV处的垂直距离为渗氮层深度。在三倍左右渗氮层深度的距离处所测得的硬度值（至少取三点平均)作为实测的基体硬度值。
5.1.2渗氮层深度DN以毫米计，取小数点后两位。例如0.30DN300HV0.2，表示界限硬度值为300HV，试验力为1.96N（0.2kgf）时，渗氮层深度为0.30mm。5.1.3测量步骤
中国航空工业总公司199410-31发布1995-01—01实施
HB5023-94
5.1.3.1测量渗氮层深度应根据图纸要求，在指定的部位进行。试样检测表面要求与硬度计试验台平行，并且经过磨光和抛光，在此过程中应采取各种措施以避免检测表面过热或磨成圆角。5.1.3.2硬度压痕应在指定宽度（W）为1.5mm的范围内，沿与表面垂直的一条或多条平行线上进行（见图1）。两相邻压痕间的距离（S)应不小于压痕对角线的2.5倍。从表面到各逐次压痕中心之间的距离差应不超过0.1mm（例如d2一dl≤0.1mm），测量表面到各压痕的积累距离的精度为土25μm，各压痕对角线的测量精度为土0.5um。w
图1硬度压痕位置
除有关双方有特殊协议外，压痕--般应在0.98N（0.1kgf）2.94N（0.3kgf)试验力下作出，并用放大400倍左右的光学仪器测量。每个部位测量结果应绘制一条相对于表面距离的硬度变化曲线。
根据上述绘制的每条曲线，分别测出从零件表面到硬度值比基体高50HV处的垂直距离。如果两个数值的差小于或等于0.1mm，则取它们的平均值作为渗氮层深度；如果差值大于0.1mm则应重复试验，直到确认试验没有问题后，如实给出试验数值。5.1.3.3当渗氮层深度已大致确定时，可采用下述内插法作为常规渗氮层深度的测量方法。在零件某一垂直面上，距表面d2和d1的距离处，至少各打五个压痕。d2和d1分别为小于和大于确定的渗氮层深度（见图2），(d2一d,)值应不超过0.3mm。渗氮层深度由下式给出：
DN = dl + (d2 - d1) ·(H - HS)H-H
式中：HS
一确定的硬度值
-d1处硬度测量值的算术平均值；H，——d2处硬度测量值的算术平均值。2
5.2金相法
HB 5023-94
图2硬度测量点位置
至表面距离，mm
图3渗氮层深度的数学校核
试样在放大100倍或200倍的显微镜下，参照图4图12的方法进行测量，从试样表面沿垂直方向测至与基体有明显的分界处的距离，即为渗氮层或氮碳共渗层深度。推荐的漫蚀剂见附录A。
5.3渗氮层深度较浅时，可按照GB9451有关规定执行。5.4断口法（炉前采用）
HB502394
试样上开一个深度小于试样厚度二分之一的槽口，渗氮后打断，用20～30倍放大镜测定，断口表面细致均匀带的宽度为渗氮层深度。5.5仲裁
用不同方法测定渗氮层深度的结果有争议时，以硬度法作为仲裁方法。图438CrMoAlA钢气体渗氮4%硝酸乙醇溶液浸蚀×100HB502394
图538CrMoAlA钢渗氮后经770℃水冷4%硝酸乙醇溶液浸蚀×100X100
图64Cr14Ni14W2Mo渗氮后空冷4%硝酸乙醇溶液浸蚀5
HB5023-94
图725Cr3Mo钢气体渗氮硒酸乙醇溶液浸蚀X100
图840CrNiMoA钢渗氮硫酸铜盐酸水溶液擦蚀100
HB5023-94
图942CrMo钢渗氮氯化铜盐酸溶液浸蚀X100
图1018Cr2Ni4WA钢渗氮4%硝酸乙醇溶液浸蚀X1008
HB5023-94
图1120碳钢氮碳共渗后经300℃回火1小时4%硝酸乙醇溶液浸蚀
图123J1氮碳共渗硫酸铜盐酸水溶液擦蚀X200
硝酸乙醇溶HNO:
硫酸铜一盐
酸水或乙醇
三氯化铁
混合酸水溶
液一洗涤剂
氯化铜一等
化镁一硫酸
铜一盐酸乙
醇溶液
硒酸或亚硒
酸乙醇溶液
C2H,OH
或C,H,OH
C,H2(NO,),OH
C12H25CH,SO3Na
H,Seo,
或HSeO3
三氯酸溶液
苦味酸饱和
C.H2(NO2)OH
水溶液—洗
C2H2sC,H,SO,Na
HB 5023--94
附录A
推荐的没蚀剂
（参考件）
使用方法
2~～4ml
5~10mlbzxZ.net
2～3滴
室温浸
蚀或擦
室温浸
蚀或擦
室温浸
蚀或擦
2ml蚀
2ml或10ml
饱和水溶液
2～3滴
室温擦
室温漫
适用范围
20（回火态）20Cr.45（正火）
38CrMoAlA
25Cr3Mo、
18Cr2Ni4WA.1Cr13
4Cr14Ni14W2Mo、
Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti等
40CrNiMoA
42CrMo、
38CrA、38CrMoAlA、3J1、
2Cr13、1Cr13等（白亮层易
被腐蚀掉）
38CrMoAlA
40Cr等
25Cr3MoA
20（油冷）、45、40Cr、
38CrMoAlA等
25Cr3MoA、45、40Cr、球墨
铸铁和灰铸铁等
(有毒慎用）
40CrNiMoA
1Cr18Ni9Ti
等（白亮层易被腐蚀掉）
20CrMnTi（正火）、40Cr、
38CrMoAlA、铸铁等
氯化铜盐酸
电解法
附加说明：
HB 5023 -~ 94
使用方法
室温擦
室温电
适用范围
42CrMo、
4oCrNiMoA等
4oCrNiMoA
25Cr3Mo、
20CrMnTi.
40CrA、35CrMo等
本标准由中国航空工业总公司航空材料热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由中国航空工业总公司五一一厂、六二一所、三三一厂负责起草。本标准一九七五年七月首次发布，一九九四年十月第一次修订。10