CNS 14288-2006 Method of measuring nitrided case depth for iron and steel《钢铁之氮化层深度测定法》.pdf

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1、1 印月957月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 77.040.99 G227214288經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 8712月29日 957月10日 (共6頁)鋼鐵之氮化層深度測定法 Method of measuring nitrided case depth for iron and steel 1. 適用範圍：本標準規定鋼鐵之氮化及滲氮碳化處理 (以下簡稱處理 )層深度 (以下簡稱氮化層深度 )之測定方法。 2. 用語釋義：本標準所用主要用語之意義除依 CNS 11835鋼鐵熱處理詞彙外，其餘如下： 2.1 化合物層深度：主體為氮化

2、物、碳化物、碳氮化物等層自表面之深度。 2.2 擴散層深度：化合物層以外，有氮、碳等擴散層之深度。 2.3 氮化層深度：自氮化層表面至氮化層 與基材之物理或化學性質之差異已無法區別之位置之深度。氮化層深度係化合物層深度與擴散層深度之和。 2.4 實用氮化層深度：自氮化層表面至比基材之維克氏硬度或諾布氏硬度值高 50 之距離。 2.5 有效氮化層深度：自氮化層表面至指定硬度處之距離。 僅適用於買方特別指定時。 2.6 硬度分佈曲線：表示自硬化層表面之硬度與垂直距離之關係的曲線。 3. 測定方法種類 3.1 依硬度試驗之測定方法：於試樣截面施予硬度試驗以測定氮化層深度。 3.2 依金相試驗之測定方

3、法：以光學顯微鏡觀察經腐蝕之試樣截面以測定氮 化層深度。 4. 試樣：原則上應取自製品。不得已時，可取自與製品以相同條件處理之同種鋼料。 5. 依硬度試驗之測定方法 5.1 硬度試驗 (1) 將試樣向處理面垂直切斷，研磨截面為被檢面。在切割及研磨時須充分注意避免被檢面硬度受到影響，並避免被檢面邊緣受損或變成弧狀。 (2) 被檢面依 CNS 7094維克氏及諾布氏顯微鏡下硬度試驗法測定硬度，做成硬度分佈曲線，由此曲線決定氮化層深度或實用氮化層深度 (參考附錄圖 1)。 硬度試驗之使用負載為 2.942 N0.3 kgf以下。 (3) 擴散層深度之測定依附錄之規定。 5.2 硬度分佈曲線：硬度分佈

4、曲線依下述方法製作而成。 (1) 在被檢面之欲測定位置沿垂直於表面之直線，逐次測定硬度而做成硬度分佈曲線，如必要時，在被檢面 1.5 mm 寬範圍內選取 2 5 行，沿垂直於表面之直線逐次測定硬度而做成一條硬度分佈曲線，參照圖 1。 2 CNS 14288, G 2272 圖 1 硬度測定點之配置 (1) 維克氏硬度試驗 備考： li+1li0.1 mm (2) 諾布氏硬度試驗 備考： li+1-li0.1 mm (2) 硬度分佈曲線測定點間之距離為 0.1 mm 以下，相鄰壓痕之中心間隔須為壓痕對角線長度 (1)之 2.5 倍以上。 註 (1) 採諾布氏硬度試驗時，須為較長對角線之 2 倍以

5、上或較短對角線之約 4 倍。 6. 依金相試驗之測定方法 (1) 試樣須自硬化層表面垂直切斷，將切 割面研磨加工為被檢面，切割或研磨時須充分注意避免影響被檢面組織，被檢面之粗糙度，依 CNS 7868表面粗糙度之規定為 0.40 a 程度。 (2) 被檢面須腐蝕於約 3%硝酸酒精溶液 (2)適當時間以獲得清晰腐蝕狀態，再以酒精或水清洗腐蝕面後，以光學顯微鏡觀查腐蝕狀況。 註 (2) 腐蝕如有困難時，則可使用其他腐蝕液。 (3) 氮化層深度，自表面測定腐蝕與基材不同色澤處之深度 (參照附錄圖 2) 1.5 mm表面l1l2l3l4l5l61.5 mm表面l1l2l3l4l5l63 CNS 142

6、88, G 2272 (4) 化合物層深度及擴散深度之測定方法依附錄所示。 備考：氮化層深度之測定位置，依買賣雙方之協議。 7. 標示 (1) 氮化層深度及實用氮化層深度以 mm 表示，有效數字取至小數點以下第 2 位。但氮化層深度較薄時，得以 表示，惟須於數字末尾標示單位符號。 (2) 氮化層深度及實用氮化層深度之標示符號依表 1 所示。 表 1 氮化層深度及實用氮化層深度之標示符號 測定方法 依硬度試驗之測定方法 項目 維克氏硬度 諾布氏硬度 依金相試驗之測定方法氮化層深度 ND-HV-T ND-HK-T ND-M-T 實用氮化層深度 ND-HV-P ND-HK-P 備考 1. ND 為氮

7、化層深度 (nitrided case depth) 2. 硬度試驗之負載，須記入表 1 之位置，單位為 kgf。 依買賣雙方之協議得省略。 3. M 為金相組織 (microstructure)。 4. T 為氮化層深度 (total depth)。 5. P 為實用氮化層深度 (practical depth)。 例 1. ND-HV0.3-T0.74 表示依維克氏硬度試驗之測定方法，試驗負載為 2.942 N0.3 kgf。 氮化層深度為 0.74 mm。 2. ND-HV0.3-P0.23 表示依維克氏硬度試驗之測定方法，試驗負載為 2.942 N0.3 kgf， 實用氮化層深度為 0

8、.23 mm。 3. ND-HK0.2-P0.35 表示依諾布氏硬度試驗之測定方法，試驗負載為 1.961 N0.2 kgf， 實用氮化層深度為 0.35 mm。 4. ND-M-T50 表示依金相試驗之測定方法，氮化層深度為 50。 4 CNS 14288, G 2272 附錄 化合物層深度及擴散層深度之測定方法 1. 適用範圍：本附錄規定鋼鐵之氮化及滲氮碳化處理等之化合物層深度及擴散層深度之測定方法。 2. 測定方法之種類 2.1 依硬度試驗之測定方法：試樣截面施予硬度試驗以測定擴散層深度。 2.2 依金相試驗之測定方法：腐蝕試樣截 面，使用光學顯微鏡觀察金相組織以測定化合物層及擴散層深度

9、。 3. 依硬度試驗測定擴散層深度之方法：擴散層深度之測定方法如下： (1) 依本標準第 5.1(1)節及第 5.1(2)節之規定實施試樣被檢面之硬度試驗 (參照附錄圖 1)。 (2) 依本標準第 5.2 節之規定製成硬度分佈曲線。 (3) 由硬度分佈曲線測定氮化層深度 (ND)。 (4) 擴散層深度 (DD)依下式求出： DD ND-CL 上式中， ND：氮化層深度。 CL：依本附錄第 4.1 節之規定求出之化合物層深度。 4. 依金相試驗之測定方法： 4.1 化合物層深度：化合物層深度之測定方法如下： (1) 依本標準第 6.1 節及第 6.2 節之規定，將試樣被檢面浸蝕並洗淨。 (2)

10、使用光學顯微鏡觀察被檢面後，如附錄圖 2 自表面測定表面附近未被腐蝕化合物層深度 (CL)。 4.2 擴散層深度：擴散層深度之測定方法如下： (1) 測定自本附錄第 4.1(2)節之化合物層界面至氮化層與基材之金相組織差異無法區別位置之距離，即為擴散層深度 (DD)。 參考：試樣之擴散層如難辨別時，施予析出熱處理，有時能明確分辨擴散層。 (2) 擴散層深度得依下式求出： DD NDM-CL 上式中， DD：擴散層深度。 NDM：依金相試驗之測定方法所求出之氮化層深度。 CL：化合物層深度。 5. 標示：標示方法如下： (1) 化合物層深度以 (1)表示，有效數字取至小數點以下第 1 位。 (2

11、) 擴散層深度以 mm 表示，有效數字取至小數點以下第 2 位。但擴散層深度較薄時，得以 表示 (1)(2)。 註 (1) 以 表示時，須於數值末尾標示單位符號。 (2) 取至小數點以下第 1 位。 5 CNS 14288, G 2272 (3) 化合物層深度及擴散層深度之符號如附錄表 1 所示。 附錄表 1 化合物層深度及擴散層深度之標示符號 測定方法 依硬度試驗之測定方法 項目 維克氏硬度 諾布氏硬度 依金相試驗之測定方法化合物層深度 CL-M 擴散層深度 DD-HV DD-HK DD-M 備考 1. DD 為擴散層深度 (diffusion depth) 2. CL 為化合物層深度 (c

12、ompound layer) 3. 硬度試驗之負載須記入位置，單位為 kgf。 依買賣雙方之協議得省略。 例 1. DD-HV0.1-0.45 依維克氏硬度試驗之測定方法，試驗負載為 0.9807 N0.1 kgf， 擴散層深度為 0.45 mm。 2. DD-HK0.2-35.2 依諾布氏硬度試驗之測定方法，試驗負載為 1.961 N0.2 kgf， 擴散層深度為 35.2 。 3. CL-M-10.5 依金相試驗之測定方法，化合物層深度為 10.5 。 4. DD-M-0.51 依金相試驗之測定方法，擴散層深度為 0.51 mm。 6 CNS 14288, G 2272 附錄圖 1 硬度分佈曲線圖例 附錄圖 2 金相試驗結果圖例 引用標準： CNS 7094 維克氏及諾布氏顯微鏡下硬度試驗法 CNS 7868 表面粗糙度 CNS 11835 鋼鐵熱處理詞彙 擴散層之金相 化合物層之金相 基材之金相 化合物層深度 擴散層深度氮化層深度表面自表面距離表面 氮化層深度擴散層深度化合物層深度 基材硬度 實用氮化層深度硬度