JIS G0558-1998 钢的脱碳层深度测定方法(译)

日本工业标准

钢的脱碳层深度测定方法

JIS G 0558：1998

翻译：范海东

审核：傅金明

批准：祝宜明

整理：开发部

2004年12月

日本工业标准 JIS G 0558：1998

钢的脱碳层深度测定方法

前言：本标准1956年制定，1977年作了部分修改。这次为推动钢铁JIS 的国际标准化，对应于ISO 3887 1976碳素钢及低合金钢的脱碳层深度的测定方法的统一化，又进行了修改。

主要修改了以下几点：

a).试验方法中增加了根据碳含量的测定方法（见附录）与ISO一致。 b).为于别的JIS统一，增加了试验项目。

c).对报告的项目作了新的规定，内容上与ISO统一。

1．适用范围 规定了钢的脱碳层深度的测定方法。

备注：与本标准对应的国际标准如下所示

ISO 3887 1976 碳素钢及低合金钢的脱碳层深度的测定方法

2．引用标准 引用了下面列举标准的一部分。这些引用标准采用最新版本（含追补）

JIS G 0201 钢铁名词(热处理)

JIS G 0202 钢铁名词(试验)

JIS G 1211 钢和铁-碳的定量方法

JIS G 1253 钢和铁-火花放电发光分光分析法

JIS G 2244 维氏硬度试验方法

3． 定义

主要名词除JIS G 0201及JIS G 0202以外，还有下例

a） 碳层：由于钢的热加工或热处理而使其表层碳含量减少的部分。

b）脱碳层深度：从脱碳层表面到脱碳层与基体在化学和物理性质差异不能区别位置的距离。

备注： 这所说的化学性质是用显微组织或含碳量来判断，物理性质用硬度来判断。

c铁素体脱碳层深度在钢的表面由于脱碳而全部转变成铁素体部分的深度。 备注：这里铁素体脱碳层深度，用显微组织来判定。

d．特定残碳率脱碳层深度 指从表面到某一定残碳率（残留碳含量与基体碳含量的比率）位置的距离。

备注：这里用组织来判断。

e）实用脱碳层深度 指从表面到使用上不受影响的硬度的距离。 f）硬度推移曲线 表示垂直于脱碳层表面的距离与硬度的关系曲线。 g） 碳含量推移曲线 表示垂直于脱碳层表面的距离与碳含量的关系曲线。

4． 测定方法的种类

4.1显微测定法 将试样的切断面腐蚀后用显微镜观察测定脱碳层深度（全脱碳层深度、铁素体脱碳层深度、特定残碳率脱碳层深度）的方法，主要适用于铸造、锻造、轧制件或正火、退火状态的试件。 备注：显微测定法用于难测的钢种（例如：不锈钢、耐热钢、高锰钢、高合金工

具钢等）希望采用4.2的硬度测定法，必要时可采用4.3碳含量的测定方法。

4.2硬度测定法 是在试样的断面上进行硬度测定而确定其脱碳层深度（全脱碳层深度及实用脱碳层深度）的方法，该方法主要适用于淬火及淬火+回火状态的试样。

备注：对于过共析钢，由于表面共析成分即使脱碳与基体的硬度也相差不大，最好选用显微测定法。

4.3碳含量测定法 在试样切面的抛光面或者采用机械加工方式取的进行碳分析的粉末，来测定脱碳层深度（全脱碳层深度）的测定方法。该方法适用于所有状态的试样。

5.试样 通常取产品的一部分，当不易取得的情况下，可取同一钢种同一热处理条件的钢样。

6． 试方法

6．1显微测试方法

6.1.1垂直于表面切断试样，该断面经过抛光后成为检验面。切断或研磨时要十分注意不能使检验面的端部边缘变圆。

注1． 为了防止检验面端部变圆，最好将试样镶嵌后进行抛磨。

2． 直径或边长小于20mm取全截面，规格再大，取包含20mm长周边的断面作检验面。此时，可不包括边角部分。

6.1.2根据钢种，用1~5%硝酸酒精溶液腐蚀检验面，可明显区别基体与脱碳层后，在显微镜下观察根据铁素体、珠光体或者碳化物的面积率来判断脱碳情况，测定脱碳层的深度。

备注：最好亚共析钢是铁素体和珠光体组织，过共析钢是珠光体和析出的碳化物的标准组织。

6.1.3选用100~500放大倍数进行测定，并用刻度目镜测定脱碳层深度，用毛玻璃投影屏或用照片来测定都行。

注：测定倍率，一般的标准组织状态用100倍。100倍很难判定的组织（例如：珠化退火组织等）可选用200~500倍。

6.1.4脱碳层的深度。要测量到一种脱碳层带最深的位置，但有极端深度的点时，根据与用户的双方协议可忽略。

6.1.5不能明显判别脱碳层时，根据协议，可在保护气氛中进行正火或退火处理。

注1：淬回火后的组织状态，难于判定脱碳层，可进行正火或退火成标准组织的状态来判定。

注2：球化退火的钢种（轴承钢、工具钢等）难以判断时，可进行正火或退火成标准组织的状态来判定。

6.2硬度测定法

6.2.1将与试样表面垂直的切断面磨制成被检面，在切割和磨光过程中应小心，不要影响被检面的硬度，同时边缘不要磨成圆角。制作试样的注意点参考显微试验法（6.1.1的注1和注2）

6.2.2在磨好的检验面上进行JIS Z 2244维氏硬度试验，按从表面到基体硬度的位置或得到指定硬度的位置作硬度移动曲线。此时。维氏硬度的试验力对应于钢种基体的硬度，脱碳层深度的程度，从0.98N~9.8N中选择。另：过共析钢按6.1显微法测定。

6.2.3 断面硬度的测定方法。垂直测定法（图1）及倾斜测定法（图2）。垂直测定法适用于脱碳层厚的情况，倾斜法适用于薄的情况。垂直法又分垂直一列法和

测定间隔更小的垂直千鸟法。但不论什么情况，距表面的距离必需使用测微显微镜或测微刻度台等其它适当的设备及方法来测定。

图1 垂直测定法 图2 倾斜测定法

6.2.4硬度移动曲线，按下列步骤制作

a) 全脱碳面的测定位置，沿垂直于表面的直线依次测定维氏硬度，作出硬度曲线

b) 维氏硬度试验作推移曲线的测定点的间隔一般在小于0.1mm，相邻压痕中心的间隔，是压痕对角线长度的2.5倍以上。

c) 但是必要时，表面1.5的范围内压2~5点，每一点的硬度在垂直于表面的直线上测定，可作一根硬度推移曲线（参照图3）。

图3 硬度测定点的分布（垂直-千鸟法）

备注 l2-l1 l3-l2 l4-l3----小于0.1

6.2.5下面是利用硬度推移曲线测脱碳层深度的方法

a) 全脱碳层深度，在一根硬度推移曲线上用从表面开始到基体硬度的位置来表示。

b) 实用脱碳层来判定产品合格时，必须与用户事先协定。

6.2.6根据双方的协定，因为偏离尽可能作２根硬度推移曲线，求平均值来求全脱碳层深度和实用脱碳层深度。

6.2.7用硬度测定法不能判定脱碳层深度时，双方可协定在不影响脱碳层深度的条件下，进行淬火处理。

6.2.8硬度试验的方法按6.2.2及6.2.4的规定，其余按JIS Z 2244执行。

6.3按含碳量的测定方法根据下列所示的方法执行，但是这些方法适用的情况应

事先与用户协定。

a) 化学分析法，附录1(规定)表示的测定方法。

b) 分光分析法，附录2（规定）表示的测定方法。

c) X射线微区分析法，附录3（规定)表示的测定方法。

7表示

7.1脱碳层深度用毫米来表示。当用显微镜测定时。其数值应精确到小数点后二位，用硬度测定法测定时应精确到小数点后一位。

7.2脱碳层深度标记代号如表１所示

表1脱碳层深度的标记代号

脱碳层深度

总脱碳层深度

铁素体脱碳层深度

特定残碳率脱碳层深度

实用脱碳层深度 测定方法 显微测定法 硬度测定法 化学分析 分光分析 EMPA DM-T DH-T DC-T DM-F - - - DM-S - - - - DH-P - -

例１．DM-T0.28指用显微测定法，总脱碳层深度为0.28mm。

例２．DM(2.9)-T0.2制用负荷2.9N的维氏硬度计测定，其总脱碳层深度为0.2mm 例３．DM-F0.05指用显微测定法，其铁素体脱碳层深度为0.05mm。

例４．DM-S(70)0.10指用显微测定法，残碳率70%的脱碳层深度为0.10mm。 例５．DM-F0.05-S(50)-T0.28指用显微测定法，铁素体脱碳层深度为0.05mm，残碳

率50%的脱碳层深度为0.15mm，全脱碳层深度为0.28。

例６．DH(2.9)-P(450)0.2指用负荷2.9N的维氏硬度计测定，HV450的实用脱碳层深度为

0.2mm。

例７．DC-T0.3用化学分析装置分析测定碳的方法，全脱碳层深度0.3mm 例８．DS-T0.3分光分析装置测定碳的方法，全脱碳层深0.3mm。

例９．DE-T0.3用EMPA装置测定碳的方法，全脱碳层深0.3mm。

备注( )里的单位及数值系国际单位制(SI)。

8. 报告 试验报告在必要的情况下，双方协商在下列项目中进行选择

a) 钢种及化学成分

b) 样品的位置和数量

c) 使用的测定方法

d) 试验结果

附录1（规定）利用化学分析测量碳含量的方法

前言：本附录是翻译了ISO 3887：1976 .碳素钢和低合金钢脱碳层深度的测定标准中“化学分析的方法”，未改变技术性内容而制定的,另外附录有点划线的地方是原国际标准中增加的事项。

1. 适用范围.规定了化学分析测量含碳量的方法作为测定钢的脱碳层深度的方法之一。

2. 适用的试样 该方法只适用于圆形及多边形尺寸易于机械加工的试样。 3测定方法

a) 在不影响测定的程度上进行酸洗，将附在表面上的氧化皮除去（1）。 注（1）.ISO特别规定去除部分，增加一般的酸洗方法。

b) 在平行于表面一定深度的地方（0.1mm间隔）连续的进行切削取样。此时，为了不影响钢屑的含碳量要十分注意（2）不要有剧烈的摩擦和脱落，一般不要使用切削油。

：增加了试样制取时的注意事项。 注（2）

c) 钢硬难于切削时，取得用户的同意，可在不影响脱碳层深度变化的气氛保护下，进行适当的热处理后再加工。

d) 每个获取的试样，用化学分析法进行含碳量的分析，可作成从脱碳层表面到基体的碳含量推移曲线，测定脱碳层深度，在这里增加了碳含量（3）。

注（3）.关于脱碳层深度的测定方法ISO 3887没有特别的规定，推移曲线要求作为一般的方法增加在这里。

e) 碳的定量分析宜用JIS G 1211 标准，分析的方法也可双方协定（4）。 注（4）. ISO 3887中根据ISO/R437规定的测定；JIS G 1211已将其包含，可用JIS代替ISO。

f) 脱碳层深度是从表面到获得基体碳含量或从表面到获得指定碳含量的距离。从碳含量推移曲线上求得（5）但是，要考虑分析值的允许误差。实际上，碳含量和产品的公称碳含量的最小误差值需在最大允许偏差以下。 产品的公称含量（%） 最大允许偏差

C

C≥0.60 产品公称含量的5%

注（5） 增加的理由同注（2）。