齿轮钢中渗氮层深度及含量的测定方法

作者：吴园园; 石丽丽; 张继明

来源：冶金分析, 2022, 42(10): 38-42.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011752

• 渗氮层
• 深度
• 含量
• 电子探针法
• 硬度法
• 20MnCrS5齿轮钢

齿轮钢中渗氮层深度和含量测定，对衡量渗氮工艺是否合适至关重要。实验以20MnCrS5齿轮钢为试验材料，摸索出电子探针法(EPMA)测定渗氮层的最佳试验参数为：加速电压10 kV,束流100 nA,束斑直径1μm,步径1μm。首先，利用电子探针的面扫描功能，对渗氮层从表面到基体进行二维和三维面分布定量化分析，从结果可以看出，表层有一个富集的氮化层，厚度约为10μm,最高处氮含量(质量分数，下同)达到8.46%,氮化层以内的氮含量在0.84%左右，渗氮层总深度约为600μm。其次，对比了电子探针线分析法与硬度法的结果，电子探针法测得的渗氮层总深度与硬度法测得的基体硬度值时深度一致，都约为600μm,且能同时给出不同渗氮层厚度与氮含量的变化曲线。因此，电子探针法作为硬度法的补充方法，可以同时得到准确的渗氮层深度和氮含量，可以作为衡量渗氮工艺是否合适的依据。