钢铁零件金相氮化物检测

钢铁零件氮化物检测是评估氮化处理质量的关键环节，检测项目涵盖渗氮层深度、硬度、显微组织、氮化物形态、脆性及疏松程度，常用检测方法包括硬度法、金相法、X射线衍射及无损检测技术，具体如下：

核心检测项目

渗氮层深度

定义：从零件表面到氮化物层与基体组织明显分界处的垂直距离。

重要性：直接影响零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能。

硬度

检测方法：采用显微维氏硬度计，从表面测至比基体硬度高50HV（或30HV，视钢种而定）的位置。

意义：硬度是判断渗氮层质量的重要指标，影响零件在实际应用中的耐磨性和耐腐蚀性。

显微组织

检测内容：观察渗氮层的均匀性、致密性及氮化物分布情况。

方法：通过金相显微镜观察腐蚀后的横截面，评估加工工艺的合理性。

氮化物形态

检测重点：识别氮化物类型（如Fe₂N、Fe₃N、CrN等）及其分布特征。

意义：氮化物形态直接影响渗氮层的韧性和疲劳强度。例如，脉状氮化物过多会降低零件使用寿命。

脆性

检测方法：根据氮化层表面维氏硬度压痕边角碎裂程度评定脆性等级。

标准：如GB/T 11354-2005规定，脆性等级分为1~5级，1级为zuijia。

疏松程度

检测内容：评估化合物层内微孔的密集程度。

标准：按微孔形状、数量及密集程度分级，1~3级以下为合格。

常用检测方法

硬度法

步骤：采用显微维氏硬度计，从表面测至规定硬度位置，计算垂直距离。

优点：非破坏性检测，数据量化准确，适用于批量检测。

标准：如GB/T 11354-2005规定，试验力通常选用HV1（9.807N）。

金相法

步骤：切取试样，制作横截面样品，用4%硝酸酒精溶液腐蚀后，在金相显微镜下观察测量。

优点：直观显示组织分界，适用于大多数金属材料。

局限：需破坏试样，且对腐蚀剂选择和操作要求较高。

X射线衍射

用途：测量氮化层残余应力分布，评估其对疲劳性能和变形行为的影响。

优点：非破坏性检测，可定量分析残余应力。

无损检测技术

激光超声技术：通过脉冲激光激励表面波，利用频散曲线与渗氮层深度的对应关系确定深度。

3MA微磁无损测量技术：可全自动测量，快速评估边缘层0~8mm厚度的部件质量指标。

优点：无需破坏试样，适用于批量检测，但设备成本较高。