Отраслевой стандарт ОСТ 37.001.056-74 Методы измерения толщины цементованного слоя деталей.
ОСТ 37.001.056-74
Группа Г19
ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЦЕМЕНТОВАННОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ
Приказом по Управлению конструкторских и экспериментальных работ Министерства автомобильной промышленности от 30/ХII 1974 г. N 23 срок действия установлен с 1/VII 1976 г. до 1/VII 1981 г.*
ВЗАМЕН ОН 025 325-69
Информационные данные
1. Разработан и внесен - Центральным научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом (НАМИ)
2. Утвержден и введен в действие Приказом по Управлению конструкторских и экспериментальных работ Министерства автомобильной промышленности от 30 декабря 1974 г. N 23.
3. Ссылочные нормативные документы:
Обозначение НД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения |
п.3.6 | |
п.3.6 | |
п.4.4 | |
п.4.3 | |
п.4.3 | |
п.4.3 | |
п.3.6 |
ВНЕСЕНЫ поправки, опубликованные в Информационных указателях отраслевых стандартов (нормалей) основного производства N 2, 1976 г., N 1, 1978 г., ИУОНД N 4, 2002 г.
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Минавтопрома СССР от 05.04.1982 N 9 c 01.07.1983
Настоящий отраслевой стандарт устанавливает методы измерения толщины цементованного слоя деталей машин и агрегатов, изготавливаемых и используемых предприятиями автомобильной промышленности.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Качество цементованного слоя и его упрочняющее влияние на деталь определяются толщиной цементованного слоя, микроструктурой, твердостью его поверхности и распределением твердости по глубине слоя.
1.2. За общую толщину насыщения слоя углеродом принимается вся замеряемая толщина слоя с содержанием углерода, превышающим содержание углерода основного металла (при одинаковом выбранном методе определения содержания углерода: визуальном, химическом или каком-либо другом).
1.3. Толщина эвтектоидного насыщения цементованного слоя определяется до появления зерен феррита при равновесном структурном состоянии: феррит и пластинчатый перлит.
В случае применения легированных сталей, у которых структура цементованного слоя после отжига будет состоять из сорбитообразного перлита, толщина эвтектоидного слоя условно замеряется до появления включений феррита.
1.4. Заэвтектоидное насыщение слоя углеродом в виде наличия структурно свободного цементита в мартенситной структуре, количество остаточного аустенита или других избыточных фаз в цементованном закаленном слое ограничиваются специальной шкалой микроструктур, разрабатываемой предприятием-изготовителем применительно к условиям работы детали.
1.5. Ограничение содержания и проверка структурно свободного цементита в науглероженном слое после цементации до закалки (в пластинчатом перлите или другой немартенситной структуре) оговариваются в случае необходимости технической документацией предприятия-изготовителя.
1.6. Толщина цементованного слоя на детали должна соответствовать заданной чертежом. В технологической карте должна быть учтена величина поправки на возможное последующее удаление части слоя или на возможное изменение толщины цементованного слоя на образцах-"свидетелях", изготовленных из марки стали, отличающейся от стали, примененной для детали.
1.7. В технической документации должно быть указано место выборочного замера толщины цементованного слоя.
1.8. Периодичность проверки толщины цементованного слоя и количество проверяемых образцов на поддон (садку) определяются технической документацией и должны гарантировать требуемый уровень качества выпускаемой продукции.
2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЦЕМЕНТОВАННОГО СЛОЯ
2.1. Основным методом измерения толщины цементованного слоя принимается метод, изложенный в п.2.3.
Допускается применение в качестве основного метода, изложенного в п.2.2.
Остальные методы являются факультативными и могут быть применены для исследовательских работ и контроля в условиях цеха.
Методы, изложенные в пп.2.7, 2.8, 2.9, рекомендуются для приближенной проверки толщины цементованного слоя (при контроле технологического процесса).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2. Измерение общей толщины цементованного слоя до структуры сердцевины, толщины эвтектоидного насыщения и заэвтектоидной зоны
2.2.1. Толщина цементованного слоя измеряется на протравленном микрошлифе, вырезанном из детали или образца-"свидетеля" после их предварительной или окончательной термической обработки и подвергнутом затем термообработке для получения структуры пластинчатого перлита или структуры пластинчатого перлита с незначительным количеством сорбитообразного перлита. Допускается проведение замеров при структуре слоя, состоящей из сорбитообразного перлита. Для одной марки стали замеры проводятся при одном установленном структурном состоянии слоя.
2.3. Измерение толщины цементованного слоя до структуры, состоящей из 50% феррита + 50% перлита (с примерным содержанием углерода 0,4%), толщины эвтектоидного насыщения и заэвтектоидной зоны
2.3.1. Толщина цементованного слоя измеряется на протравленном микрошлифе, вырезанном из детали или образца-"свидетеля" после их предварительной или окончательной термической обработки и подвергнутом затем термообработке для получения структуры пластинчатого перлита или структуры пластинчатого перлита с незначительным количеством сорбитообразного перлита.
2.4. Измерение общей толщины цементованного закаленного слоя до структуры сердцевины
2.4.1. Толщина цементованного слоя измеряется на протравленном микрошлифе, вырезанном из детали или образца-"свидетеля" и сохранившем после разрезки основную структуру мартенсита. Допускается проведение замера после высокотемпературного отпуска. Этот метод рекомендуется для высоколегированных сталей, для которых затруднено получение структуры пластинчатого перлита.
2.5. Измерение эффективной толщины цементованного слоя на образце, вырезанном без местного нагрева плоскости реза из цементованной закаленной детали или образца-"свидетеля", до заданной условной твердости, определенной по поперечному сечению детали или образца-"свидетеля"
2.5.1. За эффективную толщину цементованного слоя принимается расстояние от края шлифа до границы зоны с заданной твердостью. Замер твердости должен производиться в соответствии с п.4.4. Допускается графическое изображение результатов замеров.
2.5.2. Измерение толщины цементованного закаленного слоя неразрушающим методом
Используется прибор для измерения твердости при двух нагрузках с последующим определением с помощью тарировочных графиков и таблицы толщины цементованного слоя.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
2.6. Измерение толщины цементованного слоя с помощью химического анализа стружки, снятой с цилиндрических образцов
2.6.1. Определяется общая толщина слоя до содержания углерода, равного содержанию углерода в основном металле, или толщина слоя до заданного содержания углерода.
2.6.2. Содержание углерода по толщине слоя определяется путем послойного снятия стружки с образца и последующего определения среднего содержания углерода в стружке каждого слоя. Толщина снятия первых двух или более слоев стружек по 0,05 мм, последующих по 0,1 мм.
2.7. Измерение толщины цементованного слоя на поперечном сечении контрольного образца-"свидетеля" после заточки его излома или торца абразивным кругом и травления в водном растворе азотной кислоты концентрации от 5 до 50%*
________________
* Процент концентрации кислоты в воде выбирается произвольно, но должен применяться стабильно для данного производства.
2.7.1. Контроль толщины слоя может производиться после цементации с охлаждением образца на воздухе, в воде или масле. Науглероженный слой при этом темнеет. Толщина слоя измеряется с помощью лупы, имеющей линейку с делениями.
2.8. Измерение толщины цементованного слоя на поперечном изломе цементованного закаленного образца-"свидетеля" после травления в водном растворе азотной кислоты концентрации от 5 до 50%*
________________
* Процент концентрации кислоты в воде выбирается произвольно, но должен применяться стабильно для данного производства.
2.8.1. Толщина науглероженного слоя, потемневшего после травления, измеряется с помощью лупы, имеющей линейку с делениями.
2.9. Измерение толщины слоя цементации по излому после нагрева цементованного закаленного образца-"свидетеля" в ванне (без погружения излома в нагревающую среду) или другим методом: над горелкой, на электроплитке, на горячей металлической плите, в печи - и быстрой замочки образца в воде в момент появления окрашивания слоя в синий цвет
2.9.1. Толщина слоя измеряется с помощью лупы, имеющей линейку с делениями.
3. ТРЕБОВАНИЯ К КОНТРОЛЬНЫМ ОБРАЗЦАМ
3.1. Толщина слоя цементации измеряется на образцах, вырезанных из деталей, подвергавшихся цементации или на специальных контрольных образцах-"свидетелях", подвергавшихся цементации одновременно с деталями.
3.2. Размеры сечения контрольного образца не должны значительно отличаться от размеров рабочего сечения детали, по которому проверяется толщина слоя.
Контрольными образцами могут служить цилиндрические образцы-"свидетели", а также части деталей (например, 2-3 зуба шестерни с частью венца).
3.3. Образцы-"свидетели" должны быть изготовлены из той же стали, что и деталь, или из другой малоуглеродистой стали. Рекомендуется постоянно применять образцы-"свидетели" из одной марки стали.
3.4. Диаметр образцов-"свидетелей" должен находиться в пределах 8-15 мм, рекомендуемая длина 70-100 мм. Допускается применение образцов-"свидетелей" в виде плоских шайб высотой 8-15 мм, диаметром 18-30 мм.
При изготовлении образцов-"свидетелей" из холоднодеформированной стали или горячей штамповкой необходимо проводить нормализацию материала для них.
3.5. Поверхность образцов-"свидетелей" должна быть очищена от окалины, грубых рисок, забоин и прочих поверхностных дефектов. Очистка поверхности в зависимости от условий производства может быть выполнена шлифовкой, очисткой дробью, чистовой токарной обработкой или другими методами.
Метод очистки и чистота поверхности образцов-"свидетелей" каждого завода (цеха) должны быть постоянными и должны обеспечивать необходимую точность замера толщины цементованного слоя и контроля качества микроструктуры. Характер обработки и чистота поверхности образцов-"свидетелей" должны приближаться к качеству поверхности контролируемых деталей.
Марка стали образцов для послойного химического анализа должна соответствовать марке стали деталей.
Стружка снимается после цементации и замедленного охлаждения образца. Если образец после цементации подвергался закалке, то для снятия стружки его подвергают высокотемпературному кратковременному отпуску, сохраняющему стабильность насыщения слоя углеродом. При этом допускается правка образца до размеров, указанных выше.
Допускается снятие стружки с закаленного образца.
Стружка для определения углерода снимается резцом после протирки поверхности образца дихлорэтаном (ГОСТ 1942) или другой обезжиривающей поверхность жидкостью, не оставляющей углеродсодержащей пленки. Протирка производится материалом, не оставляющим волокон.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.7. Микрошлифы для измерения толщины науглероженного слоя цементованной детали должны быть вырезаны преимущественно по рабочему сечению детали. Размер вырезаемого образца должен быть удобным для качественного изготовления шлифа. Плоскость микрошлифа не должна иметь завалов и закатов от шлифовки. Плоскость шлифа в изделиях с направленным волокном должна быть перпендикулярной направлению волокна.
3.8. Образец для измерения толщины цементованного слоя до заданной твердости должен иметь строго параллельные шлифованные плоскости. Плоскость замера твердости должна проходить по сечению, строго перпендикулярному цементуемой поверхности.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ И АНАЛИЗОВ
4.1. Измерение толщины цементованного слоя должно быть выполнено по сечению, перпендикулярному поверхности образца-"свидетеля" или детали, т.е. по наименьшему расстоянию от поверхности до основного металла.
4.3. Определение содержания углерода в слое производится:
- визуально на протравленных микрошлифах с помощью металлографического микроскопа, при равновесной структуре - пластинчатом перлите и равноосном феррите. При наличии в структуре избыточных карбидов и цементита визуальное определение содержания углерода не применяется;
- химическим методом, при котором содержание углерода определяется в стружке, отобранной обточкой цилиндрического цементованного образца, и выполняется на средних пробах от каждого снятого слоя в соответствии с ГОСТ 22536.0, ГОСТ 22536.1 и ГОСТ 12344;
- спектральным или иным методом, обеспечивающим точность определения содержания углерода, установленную ГОСТ 22536.0, ГОСТ 22536.1 и ГОСТ 12344.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.4. Замер твердости проводится по сечению цементованного слоя с помощью прибора Виккерса по ГОСТ 2999 или другим методом с последующим переводом на числа твердости HRC.