渗碳层深度测定，工件质量检查的重要手段

在工业生产中，许多表面耐磨且疲劳强度高而心部又有较高韧性和强度的零件都要求进行渗碳淬火处理，因为通过渗碳淬火，在表面得到高碳马氏体和碳化物，在心部得到低碳马氏体，这样就可以同时满足表面、心部不同的性能要求。

渗碳工件的质量检查包括很多方面，其中渗碳层深度的检查尤为重要。

一、渗碳

渗碳工艺是通过热处理工艺，使碳原子扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能（硬度、耐磨性等），而工件心部依然保持原有的力学性能（韧性等）。

渗碳层是指渗碳工件含碳量高于原材料的表层，渗碳层深度是由渗碳工件表面向内至碳含量为规定值处（一般为0.4%C）的垂直距离。

二、为什么要检测渗碳层深度

渗碳层深度对工件力学性能影响很大，随着渗碳层深度的增加，钢的抗弯强度、多冲压缩抗力等都得到提高。对于不同用途的工件，其渗层深度要求也不同。

渗层过薄则会降低表面性能，表面的防护作用降低，出现表面腐蚀或磨损等形式的失效；渗层过厚则会降低工件心部的力学性能，使用过程中因韧性不足，而出现断裂。

因此，准确地测定渗碳层的有效硬化层深，对于渗碳件的质量检查尤为重要。

三、渗碳层深度测定方法

1、剥层化学分析法

取渗碳随炉的棒状试样，按每次进入深度0.05mm车削分别用化学分析法测定碳含量。这种方法对渗碳中的碳浓度分析较准确，常用于调试工艺。

2、断口法

在圆试棒上开一环形缺口，随炉渗碳后出炉直接淬火，然后打断。由于渗层碳浓度较高，肉眼观察断口呈白色瓷状细晶粒，用读数显微镜测量其深度。此法测量误差较大。

3、金相法 

金相法是渗碳后对零件进行相应热处理，通过分析热处理后的组织来判定渗碳层的深度，是生产中常用的测试零件渗碳层深度的方法。

从试样表面测到过渡层之后为渗层深度，即过共析层+共析层+过渡层。规定过共析层+共析层之和不得小于总渗碳层深度的40-70%，保证过渡层不能太陡，有一定的坡度。

4、显微硬度法

显微硬度法是用9.8N负荷，以试样边缘起测量显微硬度值的分布梯度，由表面向里测到550HV处的垂直距离即为有效硬化层深度。