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非破壞檢測表面熱處理的淬火質量[CHD/NHD/SHD/FHD/硬度]
2020-3-9 閱讀(4849)
行業需求
材料為了提供具有所需強度、形狀和表面質量，必須進行表面熱處理和機械加工工藝。通過表面淬火硬化，滲碳、感應淬火或氮化來硬化材料的表面將增加表面耐磨性，疲勞強度，耐腐蝕性和抗摩擦性能，而不會損害材料的整體韌性。通常，當進行表面淬火硬化處理時，工件已經成型或銑削為其成品形狀。因此，通常必須隨后去除由于硬化熱處理而不可避免的淬火變形。而首要任務就是確定工件在淬火后的質量狀態特征。
從左到右，三種重要的表面淬火硬化方法，分別是表面滲碳淬火硬化，滲氮氮化處理和感應淬火硬化
表面淬火硬化工件關鍵的質量特征是硬化深度，即感應淬火后的表面硬化深度（SHD），滲碳后的表面滲碳硬化深度（CHD），滲氮后的滲氮氮化硬度深度（NHD）， 以及例如在激光淬火硬化之后的熔合硬度深度（FHD）。此外，表面和整個表層的硬度和殘余應力值，甚至硬度和殘余應力的深度分布曲線也很重要，以確保此類工件的質量。實驗室通常確定鐵質材料的質量相關材料特性。
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| 常規實驗室破壞式CHD測量示例，帶有硬度梯度評價曲線 | |
但是，當今的工業生產具有高度自動化的特點，這就是為什么也有必要使質量檢查自動化。原材料，半成品和終產品的質量特征不僅應在材料實驗室中確定，而且還應與生產平行或嵌入生產中。關鍵的材料特性應連續且完整地記錄下來，以監視甚至控制制造過程，從而在質量、效率和成本方面優化它們。這些目標只能通過應用適當的無損檢測（NDT）方法來實現。
應用技術
經過適當的調試后，所有這些材料參數，如感應淬火后的表面硬化深度（SHD），滲碳后的表面滲碳硬化深度（CHD），滲氮后的滲氮氮化硬度深度（NHD）， 以及例如在激光淬火硬化之后的熔合硬度深度（FHD），都可以通過我們上海量博實業總代理的德國Fraunhofer IZFP研制的3MA微磁綜合無損測試技術非破壞地確定。3MA是四種微磁方法井然有序地技術組合，分別是巴克豪森噪聲（BN），切向磁場強度的諧波分析（HA），多頻渦流分析（EC）和增量磁導率（IP）。下圖顯示了CHD和SHD校準結果。對于所有表面淬火硬化熱處理機制，3MA測試系統不僅可以無損傷地確定淬火硬化深度，而且還可以確定表面硬度，芯部硬度以及兩者之間的一系列剖面梯度硬度值。
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| 熱處理淬火硬化深度的標定結果：（a）表面硬化深度（CHD）和（b）表面硬化深度（SHD） | |
通過對未在這些校準中使用的零件進行驗證測量，可以確定RMSE值，即滲碳層深度CHD的非破壞性和破壞性測量數據之間的平均偏差為0.07 mm，SHD為0.13 mm。先前已經描述了使用3MA測定熔合硬度深度FHD的應用。3MA用于確定NHD的結果尤其令人印象深刻，例如在活塞環中。氮化層深度NHD的典型值在60至100 um之間。已發現，對于用3MA非破壞方式測定的氮化硬度深度NHD值，其重現性優于通過金相研究（Nht700試驗）確定的值。
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| 3MA用于非破壞檢測表面熱處理的淬火質量[CHD/NHD/SHD/FHD/硬度]的零件示例 | ||
以前，NDT技術幾乎專門用于缺陷檢測，以防止安全相關結構投入使用后發生災難性故障。 但是，如今無損檢測的作用已經擴展，它涵蓋了產品生命周期的所有階段，從原材料到生產到運營，處置和回收再利用。
同時，NDT無損檢測在生產中的應用已成為現代工業中*的部分，從微觀結構，條件和性能方面表征材料是當今生產集成無損檢測技術的重要任務。在這種情況下，本文所提的3MA“微磁”方法（微磁、多參數、微觀結構和應力分析）可能是此類技術的突出代表。3MA微磁綜合無損測試技術可對所有鐵磁材料進行非破壞性表征，從而在微觀水平上顯示出與微結構的磁相互作用和應力。
在3MA無損測試技術的應用中，四種微磁方法的組合對于獲得正確和可靠的結果至關重要。這種方法，也促使3MA技術在研究和工業領域中被廣為接受。更多資訊，可聯系上海量博實業或瀏覽3MA系列產品信息。
