脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)指含(han)碳耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)在高(gao)溫使(shi)用(yong)中，表層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)受氧化性介(jie)質侵蝕(shi)，碳被(bei)氧化后(hou)形成(cheng)的(de)(de)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)帶。脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)氣孔率比原(yuan)(yuan)磚顯(xian)著增大，故強度降低。含(han)碳耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)經熔渣侵蝕(shi)后(hou)，工作面(mian)常附有一層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)渣層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，其成(cheng)分主要由熔渣與被(bei)熔渣溶蝕(shi)或沖蝕(shi)下(xia)來的(de)(de)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)構成(cheng)。緊接著附渣層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)是(shi)熔渣與脫碳后(hou)的(de)(de)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)相互作用(yong)而形成(cheng)的(de)(de)反應(ying)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在反應(ying)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)內，相互作用(yong)生成(cheng)的(de)(de)液(ye)相形成(cheng)了連續簽質，耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)的(de)(de)晶(jing)粒或顆(ke)粒一般(ban)多呈蝕(shi)損狀態并被(bei)這些(xie)基質所包(bao)圍(wei)。反應(ying)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與原(yuan)(yuan)磚之間則(ze)為脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。脫碳層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)一般(ban)都較薄，反應(ying)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)則(ze)較厚(hou)些(xie)。
鋼的脫碳層深(shen)度(du)測定
脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)包(bao)含部分脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)、完(wan)全(quan)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)。完(wan)全(quan)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)指(zhi)鋼樣表(biao)層碳(tan)(tan)含量水平低于(yu)碳(tan)(tan)在鐵(tie)素(su)體中(zhong)最大溶解度(du)。
有(you)效脫碳層深度(du)(du)：從產品表面到規(gui)定的碳含量(liang)或(huo)硬度(du)(du)水平的點的距(ju)離，規(gui)定的碳含量(liang)或(huo)硬度(du)(du)水平以不(bu)因脫碳而影響使用性(xing)能為準。
總(zong)脫(tuo)碳層深(shen)度(du)：從產品表(biao)面到碳含量(liang)等于基體碳含量(liang)的(de)那一點距(ju)離(li)，等于部分(fen)脫(tuo)碳層和完全(quan)脫(tuo)碳層之和。
鐵素體脫碳(tan)層深度(du)：表(biao)面完(wan)全脫碳(tan)層的深度(du)。
通常采用金相(xiang)法(fa)、硬度法(fa)、化學(xue)法(fa)或光(guang)譜分析法(fa)。試樣在供(gong)貨狀(zhuang)態(tai)下檢驗，不需要進(jin)一步熱處理(li)。如經有關各(ge)方商定(ding)，則要從(cong)多方面(mian)注(zhu)意(yi)防(fang)止(zhi)碳的(de)分布狀(zhuang)態(tai)和質量分數的(de)變化。
金(jin)相法
此方法是在光學(xue)顯微鏡下觀(guan)察試樣(yang)從(cong)表(biao)面到基體隨(sui)著(zhu)碳(tan)含量的(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)而產生的(de)組(zu)織變(bian)化(hua)(hua)(hua)。此方法適用(yong)于具有退火(huo)或正火(huo)組(zu)織的(de)鋼(gang)種(zhong)，也可有條件的(de)用(yong)于那些硬化(hua)(hua)(hua)、回火(huo)、軋制或鍛造狀態的(de)產品。
1.試樣的(de)選取和制備：
選取的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)檢(jian)驗(yan)(yan)面應垂直于產品縱(zong)軸，如產品無縱(zong)軸，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)檢(jian)驗(yan)(yan)面的(de)選取應由有關各方商定(ding)。小試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)要檢(jian)測整個周邊(bian)(bian)(bian)。對(dui)大試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)，為(wei)(wei)保證取樣(yang)(yang)(yang)的(de)代表性，可截取試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)同一截面的(de)一個或(huo)幾個部(bu)位，只(zhi)要保證總檢(jian)測周長不小于35mm即可。但不要選取多邊(bian)(bian)(bian)形(xing)產品的(de)棱角處或(huo)脫碳極深的(de)點。試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)一般按金(jin)相法進(jin)行研磨拋光，但試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)邊(bian)(bian)(bian)緣不允許(xu)有倒圓、卷邊(bian)(bian)(bian)，為(wei)(wei)此試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)可以鑲嵌或(huo)加持固定(ding)。
2.總脫碳層的測定：
一般(ban)來(lai)說(shuo)，觀(guan)(guan)測(ce)到的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)(zhi)(zhi)差別，在亞共(gong)析鋼中是以鐵(tie)素(su)體(ti)與其他組織(zhi)(zhi)(zhi)組成物(wu)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)量(liang)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)來(lai)區別的(de)(de)(de)(de)；在共(gong)析鋼中是以碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)含(han)量(liang)相(xiang)對(dui)基(ji)(ji)體(ti)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)來(lai)區分的(de)(de)(de)(de)。對(dui)于(yu)硬化(hua)組織(zhi)(zhi)(zhi)或(huo)者淬(cui)火(huo)回火(huo)組織(zhi)(zhi)(zhi)，當碳(tan)(tan)含(han)量(liang)變化(hua)引(yin)起組織(zhi)(zhi)(zhi)顯著變化(hua)時(shi)，亦可用(yong)該方法進(jin)行測(ce)量(liang)。借(jie)助(zhu)于(yu)側為目鏡，或(huo)利用(yong)金相(xiang)圖像分析系(xi)統觀(guan)(guan)察(cha)和(he)定量(liang)測(ce)量(liang)從表面到其組織(zhi)(zhi)(zhi)和(he)基(ji)(ji)體(ti)組織(zhi)(zhi)(zhi)已無(wu)區別的(de)(de)(de)(de)那一點距離。放(fang)大倍(bei)(bei)數的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇取決于(yu)脫碳(tan)(tan)層深度。如果需方沒有特殊規定，由檢測(ce)者選(xuan)擇。建議使(shi)用(yong)能觀(guan)(guan)測(ce)到整個脫碳(tan)(tan)層的(de)(de)(de)(de)最大倍(bei)(bei)數。一般(ban)采用(yong)100倍(bei)(bei)。當過度層和(he)基(ji)(ji)體(ti)較(jiao)難分辨時(shi)，可用(yong)更高放(fang)大倍(bei)(bei)數進(jin)行觀(guan)(guan)察(cha)，確定界限。
先在低(di)放大倍數下進行初(chu)(chu)步觀測(ce)(ce)，保(bao)證四周(zhou)脫(tuo)(tuo)碳變化在進一(yi)步檢測(ce)(ce)時都可發現，查明最(zui)(zui)深(shen)均勻脫(tuo)(tuo)碳區。脫(tuo)(tuo)碳層(ceng)最(zui)(zui)深(shen)的(de)點由試樣表(biao)面的(de)初(chu)(chu)步檢測(ce)(ce)確定，不受表(biao)面缺(que)陷和角效應(ying)的(de)影響。對(dui)每一(yi)試樣，在最(zui)(zui)深(shen)的(de)均勻脫(tuo)(tuo)碳區的(de)一(yi)個顯微鏡視場內，應(ying)隨機進行幾次測(ce)(ce)量(liang)(liang)，取平均值作為總脫(tuo)(tuo)碳層(ceng)深(shen)度(du)。軸承(cheng)鋼(gang)、工具鋼(gang)、彈簧鋼(gang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)最(zui)(zui)深(shen)最(zui)(zui)深(shen)處的(de)總脫(tuo)(tuo)碳層(ceng)深(shen)度(du)。如果產品標準(zhun)或技(ji)術協(xie)議沒(mei)有(you)特殊(shu)規定，在測(ce)(ce)量(liang)(liang)時試樣中脫(tuo)(tuo)碳層(ceng)極深(shen)的(de)那些點要排除掉(diao)。
硬度法
1.顯微硬度測量法(fa)：
此方(fang)(fang)法是測量(liang)在試樣(yang)橫截(jie)面上沿垂直于表(biao)面方(fang)(fang)向(xiang)上的(de)顯(xian)微(wei)硬度(du)值的(de)分布梯度(du)。這(zhe)種方(fang)(fang)法只適用于脫碳層(ceng)相當深但和淬火(huo)區厚(hou)度(du)相比(bi)卻又很小的(de)亞共(gong)析鋼(gang)、共(gong)析鋼(gang)和過(guo)共(gong)析鋼(gang)，這(zhe)樣(yang)脫碳層(ceng)完全在硬化區，避免淬火(huo)不完全引起(qi)的(de)硬度(du)波動(dong)。這(zhe)種方(fang)(fang)法對低碳鋼(gang)不準(zhun)確。
2.試樣的(de)制(zhi)備：
與上金相(xiang)法相(xiang)同(tong)，但試樣的(de)浸蝕與否，以(yi)準(zhun)確(que)測定壓痕(hen)為準(zhun)，并(bing)應(ying)小心防(fang)止過熱(re)。
3.測定：
試(shi)驗力一般選擇50-500克之間(jian)(jian)。兩相鄰壓痕間(jian)(jian)的(de)(de)(de)距離(li)(li)應為(wei)(wei)壓痕對角線長(chang)度(du)(du)的(de)(de)(de)2.5倍。脫碳(tan)層(ceng)深(shen)度(du)(du)規定(ding)為(wei)(wei)：從表面到(dao)已達到(dao)所要求硬度(du)(du)值(zhi)的(de)(de)(de)那一點的(de)(de)(de)距離(li)(li)。原則上，至(zhi)少要在(zai)相互距離(li)(li)盡(jin)可能遠的(de)(de)(de)位置進行兩組測定(ding)，取(qu)其平均值(zhi)做為(wei)(wei)脫碳(tan)層(ceng)深(shen)度(du)(du)。
4.脫碳層深度測量界限(xian)：
a、由(you)試(shi)樣邊緣測至(zhi)產(chan)品(pin)標準或技術協(xie)議規(gui)定的硬度值處。
b、由試(shi)樣邊緣測至硬度值平穩處。
c、由試(shi)樣邊緣測至硬度值平穩出(chu)的某一百分數。
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