GB T 11354-2005 钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验.pdf

1、ICS 25.200 J 36 道雪中华人民共和国国家标准GB/T 11354-2005 代替GBjT11354-1989 钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验Determination of nitrided case depth and metallographic microstructure examination for steel and iron parts 2005-07-21发布2006-01-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局也t中国国家标准化管理委员会.oc.，, IJ GB/T 11354-2005 目次Ti-ti咱-1iA丛ZA结pooon31iqqu剂据

2、蚀数侵验的试荐分沽推部方uu验定检H)件验测验验物录录U文H检的检检化附附u用义的度性松氮.性性引定织件深脆疏中告料料H性和组条层层层层蝴啧资围范语始样氮氮氮氮阔气们言范规术原试渗渗渗渗幸-41如前123456789m附附GB/T 11354-2005 前本标准是对GB/T11354-1989(钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验标准的修订，其主要内容包括以下5个方面z一一渗氮前原始组织的检验(分5个级别); 一一渗氮层深度测定(硬度法和金相法); 一一-渗氮层脆性的检验(分5个级别); 一一渗氮层疏松的检验(分5个级别h一一渗氮扩散层中脉状氮化物的检验(分5个级别)。根据GB/T1. 1-2

3、000(标准化工作导则第1部分t标准的结构和编写规则的要求，本标准在结构、编排格式、文字表述上都作了相应修改。如:一一增加了目次、前言;一一在编排格式方面，简化了首页格式并调整了其他内容的格式;一一将主题内容与适用范围改为施围气将引用标准改为规范性引用文件;一一在规范性引用文件中增加了GB/T7232金属热处理工艺术语;一一在术语和定义中增加了相关术语的英文名称;一一在每章的内容里增加了一级条目的标题;一一增加附录B，提供与标准级别有关的性能数据表格。本标准代替GB/T11354-1989(钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验。本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出

4、。本标准由全国热处理标准化技术委员会归口。本标准起草单位z北京机电研究所。本标准主要起草人z胡小丽、林丽华、李俏、马兰、邵周俊。I GB/T 11354-2005 钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验1 范围本标准规定了钢铁零件表面渗氮层深度本标准适用于气体渗氮、离子弟氮化物的测定与评定。2 规范性引用文件是否可使用这些文GB/ T 7232 本标准采3. 1 原始组织指工件在渗f3.4 4 原始组织的检验和渗氮前后金相组织的检验方法和技术要求。- 帚件表面渗氮层深度、脆性、疏松及脉状日弗抽9引用文件，其随后所有本相稚达成协议的各方研究对不同服役条件的渗氮零件和不同的渗氮钢材，在渗氮前可采取不

5、同的预先热处理获得相应的原始组织。4. 1 渗氮前原始组织级别分级对调质钢渗氮前原始组织级别按索氏体中游离铁素体数量分为5级，见表l和图1。4.2 原始组织的检测方法及要求原始组织在渗氮处理以前进行检验(对大工件可在表面2mm深度范围内检查)，在显微镜下放大GB/T 11354-2005 500倍，参照原始组织级别图进行评定，一般零件13级为合格，重要零件12级为合格。渗氮工件的工作面不允许有脱碳层或粗大的索氏体组织。表1渗氨前原始组织级别及说明级别渗氮前原始组织级别说明图号l 均匀细针状索氏体，游离铁素体量极少1a) 2 均匀细针状索氏体，游离铁素体量25%1e) 2 . 飞毛.、寸冒 丁E

6、td ?:;EEliiIIl、唱r/川、-.111气11、良、:汗礼飞J-TE-告!:注意-丢弃iYTJ?1:-hJ:31了斗争毫勺;二二飞忏_，. -ULfTf:71JVi只1tJJa37、.野194JY4:1飞J叫飞-叶飞矿矿-苦?:iftYfJ汗毛.二;二. , 飞. a) 1级烟mm刀级)织蚀i组僵匀始液;原溶UW前醇氯乙渗酸出同1% 图42 GBjT 11354-2005 tZJV巧?二:穴画画tk-ZF Jiki-zfiba 亏、如哈!-FUJ牛arw飞、. ，-，.咱 J , 、E懈飞.归到1二;二次回t善意创汇吨骨Iii抖出I.t帽，一i宫配J缸梢，俨俨俨吧T乒抖r二y二f二F

7、尹芳安芦.二J 1;芳气-.丸摇摇能如V;1734划蜘尘头悼;，j量喻嚼囊际4惠局融畸瞻品咱这温哥k将晴!lIlII!IEIJJ二二F=c) 3级d) 4级e) 5级图1(续)3 GB/T 11354-2005 5 试样条件5. 1 试样的切取试样应从渗氮零件上切取，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。5.2 检测部位的要求检验部位应有代表性，试样应垂直于渗氮层表面切取，在磨制和抛光过程中，检测表面不允许过热，边缘不允许倒角和剥落。5.3 检查渗氮层脆性的试样要求检查渗氮层脆性的试样表面粗糙度要求Ra运0.25mO.63m，但不允许把化合物层磨掉。6 渗氯层深度

8、的测定方法6. 1 硬度法本标准采用维氏硬度，试验力规定为2.94 N (0. 3 kgf)，从试样表面测至比基体维氏硬度值高50HV处的垂直距离为渗氮层深度。在距离表面3倍渗氮层深度处测得的硬度值(至少取3点平均)作为实测的基体硬度值。对于渗氮层硬度变化很平缓的钢件(如碳钢或低碳低合金钢制件)，其渗氮层深度可从试样表面沿垂直方向测至比基体维氏硬度值高30HV处。当渗氮层的深度与压痕尺寸不适合时，可由有关各方协商，采用1.96 N(O. 2 kgf)19. 6 N(2 kgf) 范围内的试验力，但在HV后需注明:如HVO.2，表示用1.96 N(O. 2 kgf)试验力。渗氮层深度用拉丁字母D

9、N表示，以毫米计，取小数点后两位。例如O.25DN (300HVO. 5)，表示界限硬度为300HV，试验力为4.903N(O. 5 kgf)时，渗氮层深度为0.25mm。6.2 测量步骤和结果测量步骤和结果应符合GB/T9450和GB/T9451标准的要求。6.3 金相法在放大100倍或200倍的显微镜下，按图2图6所示进行测量，从试样表面沿垂直方向测至与基体组织有明显的分界处的距离，即为渗氮层深度。6.4 仲裁有争议时，以硬度法为仲裁方法。图238CrMoAI钢气体渗氮(4%硝酸Z醇溶液侵蚀)x 100 4 GB/T 11354-2005 渗氮层深度图340Cr钢离子渗氯(晒酸+盐酸+z醇

10、溶液僵蚀)x 100 渗氯层深度图4HT250灰铸铁氨碳共渗(晒酸+盐酸+z醇溶液侵蚀)x 200 渗氯层深度. ，勾17# ，.夜:-，. 哈拉;圄538CrMoAI钢气体渗氮后加热到8000C保温1.5min/ mm淳火(4%硝酸乙醇溶液侵蚀)x 100 5 GB/T 11354-2005 渗氟层深度固620钢氮碳共渗后300C回火1h(4%硝酸Z醇溶液侵蚀)x200 7 渗氮层脆性检验7. 1 海氮层脆性级别分组渗氮层脆性级别按维氏硬度压痕边角碎裂程度分为5级，具体分级标准见图7和表2。7.2 检测方法检验渗氮层脆性，采用维氏硬度计，试验力规定用98.07N (10 kgO，加载必须缓慢

11、(在5s9 s内完成)，加载后停留5s10 s，然后去载荷。如有特殊情况，经有关各方协商，亦可采用49.03N(5 kgO或294.21 N(30 kgO的试验力，但须按表3的值换算。7.3 检测要求维氏硬度压痕在放大倍数为100倍下进行检验(参照图7评定级别。每件至少测3点，其中2点以上处于相同级别时，才能定级，否则，需重复测定1次。7.4 渗氯件的漳氮层脆性要求应在零件工作部位或随炉试样的表面检验渗氮层脆性。一般零件13级合格，重要零件12级为合格，对于渗氮后留有磨量的零件，也可在磨去加工余量后的表面上测定。经气体渗氮的零件，必须进行脆性检验。6 级别l 2 3 4 5 试验力N(kgf)

12、 49 . 03(5) 98.07(10) 294.21(30) 1级工。- 级二嗡4级工5级=二圈7渗氯层脆性级别图(98.07N( 10kgf)试验力)x 100 表2渗氮层脆性级别说明渗氮层脆性级别说明压痕边角完整无缺压痕一边或-角碎裂压痕二边或二角碎裂压痕三边或三角碎裂压痕四边或四角碎裂表3压痕级别换算压痕级别换算l 2 3 4 2 3 4 2 3 4 5 G/T 11354-2005 图号7 单位:级别4 5 5 7 G/T 11354一20058 渗氮层疏松检验8.1 渗氮层疏松级别分级渗氮层疏松级别按表面化合物层内微孔的形状、数量、密集程度分为5级，见图8和表4。8.2 渗氮层疏

13、松的检测方法及技术要求渗氮层疏松在显微镜下放大500倍检验。取其疏松最严重的部位，参照渗氮层疏松级别图进行评定，一般零件1-3级为合格，重要零件1-2级为合格。经氮碳共渗处理的零件，必须进行疏松检验。a ) 1级J r 、_-如伽响-啕. / h、啕. L b) 2级, g nu nu 图以川旦刀、J级蚀队-E级疏液3层溶AU氮醇渗乙酸no苗时图%呵丘8 级别1 2 3 4 5 9 渗氨层中氧化物检验d) 4级e) 5级固8(续)表4潘氮层疏松级别说明渗氮层疏松级别说明化合物层致密，表面无微孔化合物层较致密，表面有少量细点状微孔化合物层微孔密集成点状孔隙，由表及里逐渐减少微孔占化合物层2/3以

14、上厚度，部分微孔聚集分布微孔占化合物层3/4以上厚度，部分呈孔洞密集分布9. 1 潘氨层中氮化物级别分级GB/T 11354-2005 图号8a) 8b) 8c) 8d) 8e) 渗氮层中氮化物级别按扩散层中氮化物的形态、数量和分布情况分为5级，见图9和表5。9.2 检测方法及要求扩散层中氮化物在显微镜下放大500倍进行检验，取其组织最差的部位，参照渗氮层氮化物级别图进行评定。一般零件13级为合格，重要零件12级为合格。9 GB/T 11354-2005 经气体渗氮或离子渗氮处理的零件必须进行氮化物检验。10 a) 1级b) 2级c) 3级图9渗氨层中氮化物级别图(4%硝酸Z醇溶液侵蚀)x 5

15、00 级别l 2 3 d) 4级e) 5级图9(续)表5氧化物级别说明氮化物级别说明扩散层中有极少量呈脉状分布的氮化物扩散层中有少量呈脉状分布的氮化物扩散层中有较多呈脉状分布的氮化物4 扩散层中有较严重脉状和少量断续网状分布的氮化物5 扩散层中有连续网状分布的氮化物10 检验报告检验报告应包括下列内容:a) 零件号、零件名称、材料及渗氮工艺;b) 零件检验部位或试样与编号及检验数量;c) 检验方法;d) 检验结果;e) 检验日期及检验者签名。GB/T 11354一2005图号9a) 9b) 9c) 9d) ge) 11 GB/T 11354-2005 表A.l为推荐的侵蚀剂。序号1 2 3 4

16、 5 6 7 12 名称硝酸乙醇溶液苦味酸饱和水溶洗涤剂氯化铜十酸铜+盐三氯化溶液+洗三氯酸溶液硝酸或亚晒酸乙醇溶附录A(资料性附录)推荐的僵蚀荆表A.1推荐的侵蚀荆C, HsOH 100 mL 侵蚀适用范围20 (回火态)、20Cr、45(正火)、38CrMoAl、3Cr2W8等钢40Cr、)、45、40Cr、38CrMoAl38CrMoAl、30Cr2MoV、1Cr18Ni9Ti、15Cr11MoV等钢40Cr、38CrMoAl钢及各种球墨铸铁和灰铸铁等B.2 附录B(资料性附录)部分试验数据B. 1 表B.l为不同原始组织渗氮层脆性比较。试样号11 12 13 14 15 16 17 1

17、8 19 20 开裂载荷F/kN18. 30 19.40 不同原始组织渗氨层脆性比较93、_yo.y10.48 19.00 18.24 18.811O. 94 18.69 19.30 0.94 16.41 0. 82 17. 93 0.89 17.02 0.83 16.41 0. 82 17.32 0.81 17.48 0. 83 18. 54 18.18 0.91 0.86 18. 54 0. 86 表B.2为金相法与硬度法之间的关系。GB/T 11354-2005 显微组织特征铁素体含量3.8%铁素体含量2.0%体含量32.5%铁素体含量45%正常索氏体稍过热索氏体过热粗针状索氏体13 G

18、BjT 11354-2005 襄B.2金相法与砸度法之闰的关系渗氮层与心部交界处心部与交界处硬度差值试验钢种工艺心部硬度/HVO.1深度/mm硬度/HVO.1HVO.1 20碳钢离子渗氮169 1. 00 177 8 45碳钢离子渗氮251 0.50 281 30 45碳钢氮碳共渗230 0.30 256 26 40Cr 催渗251 0.45 290 39 25Cr2MoV 催渗268 0.40 304 36 42CrMo 离子渗氮215 0.55 256 41 42CrMo 气体渗氮262 0.55 304 42 34CrNiMo 离子渗氮290 0.55 328 38 34CrNiMo 气

19、体渗氮281 0.55 311 30 38CrMoAI 离子渗氮268 0.45 304 36 38CrMoAI 气体渗氮256 0.50 290 34 15Cr11MoV 催渗268 0.33 300 32 B.3 表B.3为磨损试验规范与结果。表B.3磨损试验规范与结果疏松级别试样编号转速/压力/润滑剂磨损时间/力矩/磨痕深度/显微硬度/r/min N(kgf) mm cm N (cm kgf) m HVO.05 1 11组l 460480 2 机二1. 52. 0 289271 3 5组200 49.0(5) N15号机油(10号机汹)5 9.8 (1) 3 260271 4 8组6 1

20、20148. 3 5 6组10.5 63. 265. 2 B.4 表B.4为不同渗氮工艺处理的光滑和缺口试样的疲劳强度。表B.4 38CrMoAI钢经不同海氯工艺处理的光滑和缺口试样的擅劳强度单位:MPa 渗氮工艺试样(480500)C (520540)C (520540)C (520C X8h+ (560580)C (600620)C (520-540)C 类型原材料X20 h渗氮X4h渗氮X20 h渗氮560 C X 12 h) X20 h渗氮X8h渗氮X20 h渗氮热(调质)热分解氨热分解氨热分解氨渗氮热分解氨热分解氨热分解氨分解氨十氢稀得388.3 506.0 494. 3 517.8

21、 506.0 517.8 506.0 517.8 光滑(39.6)b (51. 6) (50.4) (52.8) (51. 6) (52.8) (51. 6) (52.8) 272. 1 603. 1 598.2 598.2 603. 1 缺口a(27. 8) (61. 5) (61. 0) (61. 0) (61. 5) a缺口试样缺口处圆角半径=0.75mm，应力集中系数Kt=1.63，按疲劳试样的标准尺寸加工的。b括号中的数据为单位为kgf/mm时的-1值。14 GB/T 11354-2005 B.5 表B.5为38CrMoAl钢不同渗氮工艺试样表面脆性的综合分析。表B.5 38CrMo

22、AI钢不同渗氯工艺试样海氯层脆性的综合分析化合物层化合物层离子探针出现第一条裂纹时维氏硬度压痕渗氮工艺硬度/测氮浓度HVO.1 相组成(N+ /Fe+强度比)F/N(kgf) 8/ 碎裂情况mm 890 C X 20 min猝汹，670CX 2 h回火后渗氮处理，520CX 20 h + 560 C X 1004-109 81 Fe3N+Y 1. 5 X 10 19122.9 压痕边角完整O. 731 20 h，氨分解率35%-40%(1950) 不脆1级890C X 20 min摔油，670CX 2 h回火后渗氮处理，520CX 40 h，氨分解率882-1098 Fe3N+F 1. 8X

23、lO-2 18132.4 压痕一边碎裂0.684 28%-35% (1849) 略脆2级930 C X 20 min摔泊，670CX 2 h回火后渗氮处理，520CX20 h+560.C X 1132 Fe3N+Y 2.17X10-2 17485.2 压痕二边碎裂0.663 20 h，氨分解率35%-40%(1783) 较脆3级930 C X 20 min瘁油，670.CX 2 h回火后渗氮处理，520CX 40 h，氨分解率1046-1098 Fe3N+F 17112.5 压痕二边碎裂O. 650 28%-35% (1745) 较脆3级890C X 20 min猝泊，670.CX 2 h回火

24、后渗氮处理，(500-505)CX 72 h，氨1132 E十F2. 6X 1。一213769.0 压痕三边碎裂0.538 分解率18%-25%(1405) 很脆4级1050C X 20 min瘁汹，670CX 2 h回火后渗氮处理，(500-505)CX 72 h，氨1206 E+Y 14562.8 压痕三边碎裂0.553 分解率18%-25%(1485) 很脆4级890 C X 20 min炉冷，退火脱碳，渗氮处理，(500-505)CX 72 h，氨分解率1132 E十y2. 85X 10-2 7825. 7 压痕四边碎裂0.364 18%-25% (798) 极脆5级890 C X 2

25、0 min炉冷，退火脱碳，渗氮处理，520C X 40 h，氨分解率28%-1132 E+Y 极脆。压痕四边碎裂35% 极脆5级注:上述数据均为4个试样的平均值。mCON-叮白的工同筒。华人民共和国家标准钢铁零件潘氮层深度测定和金相组织检验GB/T 11354-2005 国中* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张l.25 字数32千字2005年12月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2005年12月第一版峙书号:155066 1-26755定价13.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533