脱碳层测量方法

脱碳层总厚度是从表面到心部内边界的距离，即完全脱碳层和部分脱碳层厚度的总和。还必须留意到脱碳层厚度和零件形状及截面厚度有关。

可采用的测量脱碳层的方法很多，但不论何种方法都必须满足以下技术要求：

1)可测出确切定义的脱碳层，例如符合功能性脱碳层的具体定义。

2)测量结果的再现性。

3)方便易行。

常用的脱碳层测量方法有光学显微法、显微硬度法和化学分析法。

1)光学显微法。这是一种最常用和方便的方法。在零件或试样剖面外缘检测，从表面一直测到完全脱碳和部分脱碳层实际边界。此方法只适用于铁素体-珠光体组织的亚共析钢。高速钢金相检验用硝酸酒精腐蚀的彩色显示法。退火高速钢试样剖面磨光后用4%硝酸酒精腐蚀30 s，试样表面由灰色逐步转变为红紫蓝(Purplish-Blue)色，60 s后变成蓝绿色。功能定义的脱碳层要求在全表层测量硬度。其实际边界是从总体心部组织的开端，即蓝绿区的边缘起始。

还有一种用延迟淬火后的组织测脱碳层的方法被称为延迟淬火法。把一种很薄的钢试样在盐浴中奥氏体化，保持适当时间，然后在热浴中淬火。其原理是测出依碳含量变化的Ms点温度。对应于规定Ms点的碳含量位置就是脱碳层边界。试样在此温度保持5 s，然后在水中淬火。在短时延迟过程中，脱碳层的 Ms温度高于热浴温度将部分转变为马氏体，而心部仍保持为奥氏体。脱碳层中的马氏体一经形成，马氏体针就会被轻微回火。再经水淬后，心部将由新鲜的被轻度腐蚀的马氏体组成，而脱碳层则包含深度腐蚀(暗)的回火马氏体针。在脱碳层和心部边界造成明显的明暗反差。此边界相当准确地位于低于心部原始碳含量的预定碳含量位置。

2)显微硬度法。从试样表面往内逐点打硬度测出硬度梯度而准确定量地测出脱碳层。试样磨光、抛光、腐蚀，预先用金相扫描，使硬度检测时更易找到有利位置。画出硬度-至表面距离的关系曲线。

3)化学分析法。表面逐层取样分析是测量脱碳层的传统方法。试样尺寸要满足精确分析要求，且每一剥层要足够薄，并保证在碳含量和自表面距离关系曲线图上有足够多的数据点。用此图不易确定完全脱碳层，因为铁素体碳含量太低，不足以精确的化学分析。

可用真空光谱定碳法代替一般的化学分析。其优点是快捷、方便，所用试样比其他任何方法都小。只是要把火花准确放置到与原始表面平行的区域，而且此区域直径至少要有15 mm，还必须用磨削法逐层暴露，因为每次暴露的厚度测定要受到大约500 μm的限定。