14.1 常见热处理质量检验方法

第十四章热处理质量检验常见热处理质量检验方法热处理原理与工艺热处理质量检验质量检验对保证和提高热处理质量有着极为重要的作用，是质量管理的重要组成部分。质量检验有以下基本职能：（1）鉴别与保证职能。判断被检热处理产品是否合格，决定“通过、返修、报废”，使不合格品不能转入下道工序或出厂。（2）监督与预防职能。为质量控制提供依据，监督热处理工艺过程，预防不合格品的产生。（3）评价与反馈职能。质量检验记录、分析、评价所取得的检验数据，及时反馈给生产人员，并向上级有关部门报告。热处理质量检验

古代圣贤“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的道德情怀，“天下兴亡，匹夫有责”的社会责任感，对近现代工程技术人员有着深刻影响。

近代著名工程专家詹天佑曾告诫青年技术人员“精研学术，以资发明”、“策划须详，临事以慎”，希望他们“勿屈己以徇人，勿沽名而钓誉。以诚接物，毋挟褊私，圭璧束身，以为范则”。詹天佑“昼则茧足登山，夜则绘图记工，无一息之安”，正是工程师道德和社会责任感的典型体现。热处理质量检验◆常见热处理质量检验方法◆热处理件的质量检验一、硬度试验常见热处理质量检验方法硬度是金属材料力学性能中最常用的性能指标之一，硬度试验是检验热处理质量最常用的方法之一。硬度试验特点：可代替某些力学性能试验，反映出其他力学性能（如静强度、疲劳强度等）；

大多数零件经硬度试验后不受损伤，可看作是无损试验；

硬度试验机价格便宜，操作迅速简便，数据重现性好；

除特殊要求外，均在实物上进行测试；

可测定零件的特定部位、微观组织中的某一相或组织内的硬度；

可测定有效硬化层深度；与冷成形性、切削性、焊接性等工艺性能间接存在某些联系，对控制材料冷热加工工艺质量有一定参考意义。一、硬度试验常见热处理质量检验方法硬度试验方法：（1）布氏硬度采用一定直径的淬火钢球或硬质合金球压头，以规定试验力压入试样表面并保持一定时间，卸去载荷后测量压头在试样表面压出的压痕直径d，计算出载荷P与压痕面积的比值，这个比值所表示的硬度就是布氏硬度值。布氏硬度的硬度值能反映材料在较大区域内各相的平均性能，数据稳定，重复性较高，但是布氏硬度试验操作时间较长，对不同材料的试样需要更换不同直径的压头球以及改变试验力，压痕测量也较费时间，而且在进行高硬度材料测试时，由于压头球本身的变形，会使测量结果不准确，因此，一般对硬度＞650HBW的材料便不能使用布氏硬度。此外，由于压痕较大，成品检验和薄件试验有困难。一、硬度试验常见热处理质量检验方法硬度试验方法：（2）洛氏硬度

采用顶角120°的金刚石圆锥或直径1.588mm的淬火钢球作为压头，在载荷（包括预载荷和主载荷）作用下压入试样表面，卸除主载荷后测量试样表面压痕深度，即为被测材料的洛氏硬度值。通常压入深度越大，材料硬度值越小。洛氏硬度测试范围广，可以测出从极软到极硬材料的硬度，各种厚度工件也均可测。洛氏硬度压痕小，对一般工件不造成损伤，操作简单，适用于大批量产品检验。但是采用不同规格压头得到的洛氏硬度值无法直接比较和换算，又因压痕小，试验值较分散，测得的硬度对于具有粗大组织的材料（如灰铸铁和粗晶材料等）缺乏代表性，反而不宜采用此法进行测定。一、硬度试验常见热处理质量检验方法硬度试验方法：（3）维氏硬度

维氏硬度的测量原理与布氏硬度基本相同，所不同的是采用的压头为对面夹角136°的金刚石正四棱锥。根据试样大小、厚薄和其他条件，载荷可在0.5~120kgf范围内选择。维氏硬度试验法不存在布氏硬度试验时试验力和压头直径比例关系的约束以及压头变形问题，也不存在洛氏硬度的级别无法统一的问题，不仅试验力可以任意选取，而且材质不论软硬，测量数据稳定可靠，精度高。唯一缺点是硬度值需通过测量对角线长度后获得，测量效率不如洛氏硬度试验高。一、硬度试验常见热处理质量检验方法硬度试验方法：（4）其他硬度试验方法显微硬度努氏硬度肖氏硬度里氏硬度二、其他力学性能试验常见热处理质量检验方法静拉伸试验：测定材料弹性模量E、下屈服强度ReL或规定塑性延伸强度Rp、抗拉强度Rm、断后伸长率A及断面收缩率Z等最基本的力学性能指标，它们是材料固有的基本属性和工程设计中的重要依据。压缩、弯曲、扭转试验：可以较好地显示如铸铁、工模具钢、渗碳钢等脆性材料的塑性。冲击试验：得到冲击性能指标，如冲击吸收能量、纤维断面率以及侧膨胀值等，虽然这些性能指标没有明确物理意义，也不能用于性能的定量评价或设计计算，但可用简单的冲击试验值来估计断裂韧性。二、其他力学性能试验常见热处理质量检验方法断裂韧性试验：如平面应变断裂韧性KIC、弹塑性断裂韧性JIC疲劳试验：得到材料的疲劳强度，表面热处理和形变热处理能明显提高零件的疲劳强度。磨损试验：耐磨性二、其他力学性能试验常见热处理质量检验方法选用上述力学性能试验方法时应注意以下几个方面：1）根据工件服役时所受载荷类型选择相应的试验方法。例如，轴类零件选用弯扭复合疲劳试验，轴承零件选用接触疲劳试验，冷变形模具选用冲击疲劳和磨损试验。2）根据材料成分和热处理状态选用合适的试验方法。例如淬火低温回火后的工模具钢通常选用弯曲或扭转试验测定强度和塑性，而不选用应力状态软性系数小的拉伸试验。3）试棒的试验结果不可能完全代表零件实际使用时的性能或寿命。通常随着试棒尺寸增大，力学性能下降。此外，还应注意不同零件、不同部位力学性能的差异，是否达到技术条件要求。三、显微组织检验常见热处理质量检验方法用光学显微镜或电子显微镜观察金属内部的组成相、组织组成物的类型以及它们的相对量、大小、形态及分布等特征。

它是材料及热处理质量检验与控制的重要方法，有些热处理缺陷往往只需做组织检验就可以查明损坏的原因。四、化学成分分析常见热处理质量检验方法原子发射光谱分析：利用原子发射的光谱线来测定物质化学

组成的方法。分析速度快，检出限低，

准确度高，样品消耗