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前言：鋼的脫碳層深度的測定標(biāo)準(zhǔn)GB/T 224-2008是修改采用ISO 3887-2003，并根據(jù)ASTM E1077-2001《鋼樣脫碳層深度測定的標(biāo)準(zhǔn)方法》，添加了取樣要求和金相法評(píng)定參考照片。本文著重解析ISO 3887-2003標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 224-2008標(biāo)準(zhǔn)之間的差異。

1.標(biāo)準(zhǔn)名稱

ISO 3887:2003，MOD—Determination of depth of decarburization of steel 鋼的脫碳層深度測定法

2.標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

ISO 3887:2003適用于非合金鋼或低合金鋼，而GB/T 224-2008適用于鋼材（坯）及其零件部位。

3.方法原理及應(yīng)用范圍

（1） 金相法

應(yīng)用范圍：具有退火或正火（鐵素體-珠光體）組織的鋼種，也可有條件的用于硬化、固火、 軋制或鍛造狀態(tài)的產(chǎn)品； 

判定原理：借助于測微目鏡，或者利用金相圖像分析系統(tǒng)觀察和定量測量從表面到其組織和基體組織已無區(qū)別的哪一點(diǎn)的距離，通常放大倍數(shù)為100倍。

具有退火或正火（鐵素體-珠光體）組織的鋼種一般來說，脫碳量取決于珠光體的減少量；硬化組織或淬回火后的回火馬氏體組織由晶界鐵素體的變化來判定完全脫碳層；球化退火組織可由表面碳化物明顯減少區(qū)域或出現(xiàn)片狀珠光體區(qū)確定部分脫碳層。

（2） 硬度法

應(yīng)用范圍：ISO 3887:2003標(biāo)準(zhǔn)適用于在經(jīng)過硬化、回火或熱處理后條件下的亞共析鋼，主要采用顯微硬度法和努氏硬度法，而GB/T 224-2008標(biāo)準(zhǔn)適用于脫碳層相當(dāng)深但和淬火區(qū)厚度相比有很小的亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼，主要采用顯微硬度法和洛氏硬度法。

判定原理：維氏硬度參考ISO 6507-1，努氏硬度參考ISO 4545。原則上，努氏硬度中使用載荷為HV0.1~HV2.5范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，測量在試樣橫截面上沿垂直于表面方向上的顯微硬度值的分布梯度，判斷試樣的脫碳情況及脫碳深度，壓痕之間的距離至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長度的2.5倍。

而GB/T 224-2008中使用在0.49N~4.9N（50gf~500gf）之間的范圍載荷進(jìn)行測定。

ISO 3887:2003中總脫碳層深度定義為表面至試樣芯部硬度之間的距離，而GB/T 224-2008中脫碳層深度的測量接線可以是由試樣邊緣測至產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議規(guī)定的硬度值處，或由試樣邊緣測至硬度值平穩(wěn)處，或由試樣邊緣測至硬度值平穩(wěn)處的某一百分?jǐn)?shù)。

GB/T 224-2008中使用的洛氏硬度法進(jìn)行測定時(shí)，根據(jù)GB/T 230.1進(jìn)行洛氏硬度值HRC的測定，只能用于判定產(chǎn)品是否合格。

（3） 測定碳含量法

適用范圍：同GB/T224-2008一樣，化學(xué)分析法只適用于具有恰當(dāng)幾何形狀（圓柱體或具有平面體的多面體），且尺寸適合于容易機(jī)械加工，不需進(jìn)行任何熱處理的試樣，一般不適用于部分脫碳，而光譜分析法只適用于具有合適尺寸的平面試樣。

判定原理：測定碳含量再垂直于試樣表面方向上的分布梯度，方法是測量從表面到碳含量達(dá)到規(guī)定數(shù)值的那一點(diǎn)的距離。如果碳含量數(shù)值沒有規(guī)定，ISO 3887:2003中指出，還可以測量從表面到碳含量穩(wěn)定不變處的距離，而GB/T 224-2008中指出，測定終止點(diǎn)的碳含量應(yīng)在考慮了分析中的允許的波動(dòng)余量之后，和產(chǎn)品的碳含量公稱范圍的最小值差別不大于以下數(shù)值：

4.術(shù)語定義及儀器要求

定義描述與GB/T 224-2008完全相同

手動(dòng)研磨拋光機(jī)：滿足Q/MTT-WI-L-008-2015標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)顯顯微維氏硬度計(jì)：滿足Q/MTT-WI-L-010-2015標(biāo)準(zhǔn)，壓頭載荷力10,25,50,100,200,300,500,1000g；物鏡100X，400X。

掃描電子顯微鏡：Q/MTT-WI-L-064-2015標(biāo)準(zhǔn)。

5.制樣及預(yù)處理要求

選取的試樣檢驗(yàn)面應(yīng)垂直于產(chǎn)品縱軸，對(duì)于沒有縱軸的產(chǎn)品，試驗(yàn)檢驗(yàn)面的選取應(yīng)由有關(guān)各方面商定。

對(duì)于小試樣來說（橫截面＜4cm2），要檢測整個(gè)周邊，對(duì)于大試樣，為保證取樣代表性，應(yīng)多截取幾個(gè)部位。而在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 224-2008中，式樣的選擇是根據(jù)圓鋼的公稱直徑和方鋼的邊長確定選擇方法的，但要保證總測試周長不小于35mm。

試樣一般按照金相法進(jìn)行磨制拋光，但試樣邊緣不允許有倒圓、卷邊，為此試樣可以鑲嵌或固定在夾持器內(nèi)，如果需要，被檢試樣表面可電鍍上一層金屬加以保護(hù)。

通常用1.5%~4%的硝酸酒精溶液或2%~5%的苦味酸酒精溶液浸蝕可顯示鋼的組織。

6.結(jié)果計(jì)算方式/結(jié)果單位及有效位數(shù)

對(duì)于金相法，在一個(gè)顯微視場中，在最深的均勻脫碳區(qū)應(yīng)至少測量5次，以平均值作為總脫碳層深度。

對(duì)于硬度法，至少要在相互距離盡可能遠(yuǎn)的的位置進(jìn)行兩組測定，每組五個(gè)值，其測定的平均值作為脫碳層深度。

標(biāo)準(zhǔn)ISO 3887-2003中沒有提到精確度和保留有效位數(shù)的相關(guān)說法，而GB/T 224-2008中指出，脫碳層深度結(jié)果以mm表示，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。