鋼件在進(jìn)行各種熱處理工序的加熱或保溫過程中，由于空氣或爐內(nèi)氧化氣氛的作用，使鋼材表層的碳 全部或部分喪失，這種現(xiàn)象叫做脫碳，有脫碳現(xiàn)象的表層稱為脫碳層。總脫碳層深 度定義為:從產(chǎn)品表面 到碳含量等于基體碳含量的那一點(diǎn)的距離，等于部分脫碳和完全脫碳之和。有 效脫碳層深 度定義為:從產(chǎn) 品表面到規(guī)定的碳含量或硬度水平的點(diǎn)的距離，規(guī)定的碳含量或硬度水平以不因脫碳而影響使用性能為 準(zhǔn)(例如:產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的碳含量下限值）。
鋼表層的脫碳，大多情況下降低工件的表面硬度、耐磨性及疲勞上限。故在工具鋼、軸承鋼的標(biāo)準(zhǔn)中 都對脫碳層有具體規(guī)定。重要的機(jī)械零件是不允許存在脫碳缺 陷的，為此在加工時(shí)零件的脫碳層除凈。
高錳鑄鋼件在高溫水鈿處理時(shí)會因表層碳氧化造成脫碳。這種脫碳層因碳含量下降在水韌處理的激 冷中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，因此高錳鑄鋼件表層脫碳后表面硬度會升高，常會導(dǎo)致表面開裂。
鋼的脫碳層深 度可按照GB/T 224—2008《鋼的脫碳層深 度測定法》的有關(guān)規(guī)定測定，分為金相法和硬 度法兩種。
1.?? 金相切割機(jī)測量法
金相法是在光學(xué)顯微鏡下觀察試樣從表面到基體隨著碳含量的變化而產(chǎn)生的組織變化，適用于具 有退火或正火（鐵素體一珠光體）組織的鋼種，也可有條件地用于那些硬化、回火、軋制或鍛造狀態(tài)的產(chǎn)品。
一般來說，以觀測到的組織差別為界，在亞共析鋼中以鐵素體與其他組織組成物的相對量的變化來區(qū) 別;在過共析鋼中以碳化物含量相對基體的變化來區(qū)別。對于硬化組織或者淬火回火組織，當(dāng)碳含量變化 引起組織顯著變化時(shí)，亦可用該方法進(jìn)行測量。借助于測微目鏡或利用金相顯微鏡系統(tǒng)觀察和定量測量 從表面到其組織和基體組織已無區(qū)別的那一點(diǎn)的距離。放大倍數(shù)的選擇取決于脫碳層深 度。如果需方?jīng)]有特殊規(guī)定，由檢測者選擇。通常采用放大倍數(shù)為 100倍。當(dāng)過渡層和基體較難分辨時(shí)，可用更高放大倍數(shù)進(jìn)行觀察，確定界限。先在低放大倍數(shù)下進(jìn)行初 步觀測，保證四周脫碳變化在進(jìn)一步檢測時(shí)都可發(fā)現(xiàn)，查明 深均勻脫碳區(qū)。
脫碳層 深區(qū)域由試樣表層的初步檢測確定，不受表面缺 陷和角效應(yīng)的影響。對每一試樣，在 深的 均勻脫碳區(qū)的一個(gè)顯微鏡視場內(nèi)，應(yīng)隨機(jī)進(jìn)行幾處測量(至少需5處），以這些測量值的平均值作為總脫碳 層。脫碳層深 度以mm為單位，準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。軸承鋼、工具鋼、彈簧鋼測量 深處的總脫碳層深 度。如果產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議沒有特殊規(guī)定，在測量時(shí)，試樣中脫碳 深的那些點(diǎn)要排除掉(但在試驗(yàn)記 錄中應(yīng)注明缺 陷）。
金相切割機(jī)鋼材表面脫碳層鑒別與深 度測定
2.??? 硬度計(jì)測量法恒儀硬度計(jì)&金相制樣設(shè)備 http://www.ansh.com.cn
一般用顯微(維氏)硬度測量方法，測量在試樣橫截面上沿垂直于表面方向的顯微硬度值分布梯度。 這種方法只適用于脫碳層相當(dāng)深但和泮火層厚度相比卻又很小的亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼。
測定載荷一般在〇. 49N?4. 9N(50gf?500gf)之間取盡可能大的載荷，壓痕之間的距離至少應(yīng)為壓痕 對角線長度的3倍。脫碳層深 度規(guī)定為從表面到測量界限值的距離，測量界限由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（如螺栓的脫碳，按 GB/T 3098. 1規(guī)定）或雙方協(xié)議規(guī)定，一般為以下3種：
①?? ?由試樣邊緣至產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議規(guī)定的硬度值處；
②?? ?由試樣邊緣測至硬度值平穩(wěn)處；
③?? ?由試樣邊緣測至硬度值平穩(wěn)處的某一百分?jǐn)?shù)。
至少要在相互距離盡可能遠(yuǎn)的位置進(jìn)行兩組測定，其測定值的平均值作為脫碳層深 度。
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