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GNR S3直讀光譜儀測試成品件滲氮層

發布日期: 2023/9/27 16:36:07
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在使用直讀光譜儀測試成品件時,經常遇到樣品表面與內部組織不一致的情況。有些客戶會要求直接使用光譜儀檢測產品表層材質,以了解金屬表層處理效果。

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GNR S3測試現場


   金屬表面處理方法中,只有化學熱處理才會改變產品基體材料的化學成分。其他方法要么是改變基材金屬本身的物理狀態(硬度、韌性、強度等),要么是在其表面覆蓋保護層(電鍍、涂料、磷化等)。
   基材本身物理狀態的改變,和表面的覆蓋層都會在激發過程中會影響電火花的離子化效率,從而對整體或部分元素的檢測數據產生影響。例如,直接測試表面有銅鍍層的成品件,會使得銅含量結果偏高;有涂層的樣品在單點激發時,前三個點會由于激發效果差(受涂層材質和厚度影響較大),導致數據不穩定,需要進行連續激發。但總得來說,這類不改變本體材料的處理方法對總體結果的影響不會特別大,都可以使用直讀光譜儀進行測試。


氣體滲碳法示意圖


   在化學熱處理工藝中,目前主要以滲碳、滲氮、滲硫和碳氮共滲為主。這些工藝使表層C/N/S元素含量明顯高于內部主體部分,從而獲得更加優良的表面性能。其中,滲氮工藝具有諸多優點,如處理溫度低,具有較高的硬度、耐磨性和抗疲勞性能,耐蝕性好,*重要的是無需再次熱處理,可避免熱處理帶來的變形和其他缺陷等。
   近日,我公司使用S3型直讀光譜儀采用逐層打磨,再分別逐層測試的方法,幫助客戶檢測了表面帶有滲氮層的產品。該客戶為國內某摩托車品牌生產發動機內部齒輪配件。以下給出產品實物圖,和具體測試數據。


客戶產品激發后表面打磨實物圖


表1. 使用S3測試滲氮產品數據


   上表中,每3組數據為一層,共激發了4層數據??梢钥吹?,產品主體部分為低合金鋼材料,隨著打磨深度越深,N元素含量從0.28%逐漸降低至0.16%,說明滲氮工藝確實有效果。本次檢測是受客戶委托進行的探究性試驗,沒有具體考察每層打磨深度和含量之間的函數關系。要研究每一層滲氮深度及相關硬度、強度、微觀組織等詳細信息,還需要客戶利用三坐標、硬度計和金相顯微鏡等工具對產品進一步深挖分析。


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