7.1.1.2不锈钢热处理常用保护气氛有氩气、氢气、净化放热式气氛、氨制备气氛。

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表5热处理保护气氛的选择

指精加工件或半精加工件，加热温度≥700℃的热处理，

硅钢片标准表6主要保护气氛的典型成分和用途

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7.1.3.1待热处理工件及工装夹具入炉前应进行表面清洗，保持表面清洁十净，工件不应有油垢、污物、 锈斑、划痕、磕碰和污渍等。捆绑用的铁丝应预先去除镀锌层。 7.1.3.2通常每一炉应带有随炉试样，试样与工件的材料应是同炉批，同步预备热处理，具有相同表面 状态和粗糙度。检查脱碳和增碳层时随炉试样和测试方法见附录D。 7.1.3.3选择工装夹具，将工件平稳、牢靠装在工装夹具，保证装出炉和淬火时稳固可靠。长杆形工件 应垂直悬挂，防止或减少火变形。 7.1.3.4采用碳氢类可燃性介质的可控气氛保护热处理在低于750℃升温加热时，应采取措施保证安 全，加热到750℃后才可通人可燃性介质。在整个工艺过程中应保证废气排气口处保持火焰燃烧。 7.1.3.5装炉时将待热处理工件装在有效加热区内，相互之间保持适当间隙，保证气氛畅通和良好 循环。 7.1.3.6装炉后应采取措施，尽快排气，恢复炉气气氛，尽量使炉温和炉气气氛同步恢复。碳势实际保 持时间应不少于保温时间的2/3。 7.1.3.7钢件的保护气氛热处理一般应保证脱碳层≤0.075mm。 7.1.3.8 保温结束后淬火冷却操作应保持平稳，不得碰撞工件，火转移时间满足技术文件要求。 7.1.3.9 钢件中、高温回火时，一般采用高纯氮气保护。 7.1.3.10 对于热处理工艺过程的工艺参数、操作过程、检验结果等应有记录。 7.1.3.11超高强度钢或渗碳件采用含氢的保护气氛淬火后应及时回火，注意防止氢脆，必要时应进行 除氢处理

7.2可控气氛渗碳和碳氨共渗

可控气氛渗碳可选择吸热式气氛、氮基气氛、有机液体裂解气氛。碳氮共渗还需添加氨气或 剂。

渗碳或碳氮共渗渗剂应符合表4和JB/T9209要求。为使工件的表层达到规定的碳含量，在 渗剂种类后，对组成及使用量进行调整

7.2.3.1对于不需渗碳部位防护，可采用涂 渗剂或采取具地防渗增施进行防护。 7.2.3.2根据设备条件确定工件的装炉量、摆放位置及方向，选择合适工装夹具，以避免工件产生畸变、 开裂等缺陷。 7.2.3.3装炉时将待热处理工件装在有效加热区内，相互之间保持适当间隙，保证气氛畅通和良好 循环。 7.2.3.4升温过程在低于750℃升温加热时，采取措施保证安全，加热到750℃后通入可燃性富化气 体。在整个工艺过程中应保证废气排气口处保持火焰燃烧， 7.2.3.5渗碳后缓冷时，应采用适当的冷却速度，使工件表面各部分温度均勾，同时应采取措施避免工

牛表面氧化、脱碳和腐蚀。 7.2.3.6现场碳势验证按钢箔测定碳势法或表面含碳量的剥层测试法的规定进行，并应符合 GB/T32541要求。 7.2.3.7渗碳和碳氮共渗操作应带有符合要求的随炉试样、过程试样、核验试样，试样的材料牌号和处 理条件应与工件相同；试样的尺寸和形状应能反映工件的特征，试样的安放位置应有代表性。随炉试样 用于渗碳和碳氮共渗工艺过程质量检验。周期炉生产过程中还要定时检查过程试样；连续炉生产时还 要检查核验试样

7.3可控气氨渗氮和氮碳共渗

可控气氛渗氮可选择氨十氨分解气氛、氨十氮气氛、氢十氮气氛。氮碳共渗还需添加二氧化碳、 解气、吸热式气氛、放热式气氛中的任何一种气体

7.3.3.1根据工件的特征（材料牌号、处理前的状态、形状和尺寸以及后续加工工序等）、热处理技术要 求、批量及设备条件等，制定合理的渗氮工艺，选择渗氮的温度、氮势、保温时间等或由计算机自动生成 工艺参数。 7.3.3.2可控气氛渗氮温度应低于调质预备热处理的回火或不锈钢时效处理温度30℃。工件待渗氮 表面的粗糙度一般不天于0.8从m。 7.3.3.3装炉前对工件进行清理和清洗，去除油污、污物、切屑等污染物，并应吹（烘）干。装炉时对工件 表面状态不能产生损害。 7.3.3.4装炉时将待热处理工件装在有效加热区内，相互之间保持适当间隙，保证气氛畅通和良好 循环。 7.3.3.5通过对先期试件的检查，合理确定渗氮工艺参数和过程控制。通过核验试样的检查，修正渗氮 工艺参数和过程控制。随炉试样用于渗氮和氮碳共渗工艺过程质量检验。 7.3.3.6冷却时应防止工件之间的碰磕，减少畸变；渗氮后工件应冷却至150℃以下后出炉。冷却后工 件表面应呈银灰色，表面颜色均勾一致。

外观检验采用目视检验，表面不能出现裂纹、熔蚀、烧伤及无法去除的划痕或碰伤等缺陷 可采用表面无损检测

1硬度检验按照GB/T38751及GB/T230.1、GB/T4340.1和GB/T4341.1规定进行 2工件渗碳或碳氮共渗后表面硬度及硬度偏差应达到GB/T34889或图纸技术要求。 3工件渗氮或氮碳共渗后表面硬度及硬度偏差应达到GB/T18177、GB/T22560或图纸技

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8.3.1硬度检验按照GB/T38751 17394.1规定 进行。

8.4表面脱碳层和增碳层深度

4.1表面脱碳层和增碳层深度检测按GB/T224或附录D规定进行。 4.2表面脱碳层和增碳层应符合图纸要求

而脱碳层和增碳层深度检测按GB/T224或附录 面脱碳层和增碳层应符合图纸要求

3.5.1硬化层深度检验按GB/T9450、GB/T9451和GB/T11354规定进行 8.5.2工件渗碳或碳氮共渗后硬化层深度及偏差应达到GB/T34889和图纸技术要求。 8.5.3工件渗氮或碳共渗后硬化层深度及偏差应符合GB/T18177、GB/T22560及图纸技术要求。

8.6.1渗碳组织检验按GB/T25744、JB/T7710规定进行，工件渗碳后显微组织应达到GB/T2574 要求。 3.6.2工件渗氮后显微组织检验按GB/T11354规定进行，工件渗氮后显微组织应达到GB/T11354 和图纸技术要求。 8.6.3工件氨碳共渗后显微组织应达到GB/T22560和图纸技术要求

验使用相应仪器和量具测量，工件的畸变量应符

9.1可控气氛热处理生产中安全卫生和劳动保护应符合GB15735和GB/T27946有关规定。 9.2可控气氛热处理炉应具备超温自动切断加热电源、低温自动停止通人可燃性介质并报警的功能。 9.3可控气氛箱式多用炉淬火室应设安全防爆装置，炉门应设防护装置。 9.4可控气氛热处理加热炉在通人可燃性介质前应用中性气体充分置换掉炉内空气，或在高温条件下 以燃烧法燃尽炉内的空气。 9.5往炉内通人可燃性介质时，排气管或各炉门口的引火嘴应正常燃烧 9.6设备使用中不应人为打开或检修设备安全保护装置。若需检修，应停止向炉内通入可燃性介质 并确认炉内可燃气氛已经燃尽或已充分置换完成后方可操作 9.7在下列情况下，应向炉内通入中性气体或惰性气体（即置换气体）： a） 在炉温低于750℃向炉内送入可燃性介质前； b） 炉子启动时或停炉前； c）气源或动力源失效时； d）炉子进行任何修理前，中断气体供应线路时。 9.8停炉期间，为防止可燃性介质向炉内慢慢地渗漏，应在每一管路上设置两处以上关闭阀或开关。 9.9渗氮炉应先切断原料气源并用中性气体充分置换炉内可燃性气体，在无明火条件下方可打开炉门 （置）

9.10使用无前室炉渗碳，在开启炉门时应停止供给渗剂。使用有前室炉时，在工艺过程中严禁同时打 开前室和加热室炉门；停炉时应先在高温阶段停气，先打开前炉门然后再打开后炉门，使炉内可燃气体 烧尽。在以上两种情况下开启炉门的瞬间，操作人员均不得站在炉门前。 9.11企业应制定所便用的可控气氛热处理炉的安全操作规程，开炉、停炉、维修等操作严格接照各类 炉型的安全操作规程执行。操作人员应严格遵守各项安全操作规程，持证上岗。 9.12可控气氛热处理工作场所空气中有害物值应符合GB/T27946的有关规定，并做好现场的监测 和预防

9.10使用无前室炉渗碳，在开启炉门时应停止供给渗剂。使用有前室炉时，在工艺过程中严禁同时打 开前室和加热室炉门；停炉时应先在高温阶段停气，先打开前炉门然后再打开后炉门，使炉内可燃气体 绕尽。在以上两种情况下开启炉门的瞬间，操作人员均不得站在炉门前。 9.11企业应制定所使用的可控气氛热处理炉的安全操作规程，开炉、停炉、维修等操作严格按照各类 护型的安全操作规程执行。操作人员应严格遵守各项安全操作规程，持证上岗。 9.12可控气氛热处理工作场所空气中有害物值应符合GB/T27946的有关规定，并做好现场的监测 和预防

10.1可控气氛热处理的环境应符合GB/T30822规定。 10.2可控气氛热处理过程应减少气体消耗和烟气排放，烟气排放应经收集处理后排放，排出气体应达 到GB/T30822和GB/T16297要求。渗氮废气应采用再次裂解后排放。 10.3可控气氛热处理冷却在满足工艺要求条件下应尽量采用空气换热方式带走热量，减少冷却水消 耗量。 10.4可控气氛热处理能能耗应符合GB/T15318、GB/T10201和GB/Z18718有关规定

可控气氛热处理的环境应符合GB/T30822规定。 可控气氛热处理过程应减少气体消耗和烟气排放，烟气排放应经收集处理后排放，排出气体应 GB/T30822和GB/T16297要求。渗氮废气应采用再次裂解后排放。 可控气氛热处理冷却在满足工艺要求条件下应尽量采用空气换热方式带走热量，减少冷却水 4可控气氛热处理能能耗应符合GB/T15318、GB/T10201和GB/Z18718有关规定

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附录A （规范性附录） 渗碳气氛均匀性测试方法

A.1.1采用表面含碳量剥层测试法试样，见C.1。

1.1采用表面含碳量剥层测试法试样，见C.1。 1.2试样数量与热处理炉炉温均匀性检测时测量热电偶的数量相同。试样数量不应少于9个。 1.3选用常用渗碳用材料制成检验试样，试样的材料应是同炉批，同步预备热处理，具有相同表 和粗糙度。

A.2.1热处理炉炉温均匀性检测合格后方可进行渗碳气氛均匀性均匀性检测。 4.2.2试样摆放位置与检测热处理炉炉温均匀性时试样的摆放位置相同。试样数量超过9个时，可以 适当减少试样数量，检验用试样应布置在炉子的工作区内有代表意义的位置

，2.1热处理炉炉温均性检测合格后方

.3.1渗碳气氛均性检测一般在空载情况下测试，也可在装载（满载或半载等）情况下测试。 A.3.2按生产中最常用的渗碳工艺或碳氨共渗工艺对试样进行热处理

.3.1渗碳气氛均性检测一般在空载情况下测试，也可在装载（满载或半载等）情沉

对所有试样进行试末制取、成分分析确定各个

将检验结果中各个试样的表面含碳量与设定碳势比较，找出最大差值，与要求渗碳气氛均匀 ，符合规定为合格，不符合规定为不合格

新添置的热处理炉首次应用于生产、经过大修或技术改造的热处理炉正常情况下，每6个月 次。

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附录B （规范性附录） 有效硬化层深度均匀性测试方法

3.1.1选用常用渗碳或渗氮材料制成检验试样，规格一般为直径15mm～20mm、厚度为8mm 10mm的圆柱样，试样中间打孔以便于吊挂；也可以使用实际生产的工件做试件。 B.1.2试样或试件数量与热处理炉炉温均匀性检测时测量热电偶的数量相同。试样或试件数量超过 9个时，可以适当减少，但不可少于9个， B.1.3试样或试件的材料应是同炉批，同步预备热处理，具有相同表面状态和粗糙度

B.2.1热处理炉炉温均匀性检测合格后方可进行有效硬化层深度均匀性检测。 B.2.2试样或试件摆放位置与检测热处理炉炉温均匀性时试样的摆放位置相同。试样或试件数量超 过9个时，可以适当减少试样或试件数量，检验试样或试件布置在炉子的工作区内有代表性的位置。

有效硬化层深度均匀性检测一般在空载情况下测试，也可在装载（满载或半载等）情况下测试 按生产中最常用的渗碳工艺或渗氨工艺对试样或试件进行渗碳热处理或渗氨热处理

3.3.1有效硬化层深度均匀性检测一般在空载情况下测试，也可在装载（满载或半载等

B.4有效硬化层深度检测

将最大有效硬化层深度与最小有效硬化层深度的差值，与要求的均匀性进行对比，符合规定为 不符合规定为不合格

新添置的热处理炉首次应用于生产、经过大修或技术改造的热处理炉在正常情况下，每6 一次。

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附录C （规范性附录） 表面含碳量剥层测试方法

.1.1试样的材料、表面状态和粗糙度应与工件相同，并与工件同步热处理。推荐剥层试样如图C.1 所示。试样长度与直径不限于标注的尺寸，以保证每层所剥下的削末满足化学分析所需的重量为准。 单位为毫米

图C.1渗碳剥层试样图

C.1.2采用两端带有顶针孔的直径试棒，试样的细端是为了方便热处理时悬挂和车削时夹 动量应不大于0.02mm。

C.2.1从剥层试样圆柱表面切取试未，加工过程中应控制车力的进力量和车削的转速，避免产生过烧 和过热氧化，从颜色上分辨不应产生黄、蓝、黑等非基体金属颜色， C.2.2车削时每道剥层的厚度一般应不大于0.05mm，每层试末应分别收集包装并做好标记。当要求 以0.1mm厚度为检验分析剥层试末的含碳量时，对于每0.05mm剥层的试末可以将相邻的两层试末 合并混合均勾包装并做好标记

采用GB/T20123的方法，对试末进行碳含量分析，以确定气氛的碳势值。必要时可检测2～3 平均值作为所测气氛的碳势，

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D.1显微（努氏或维氏）硬度法

附录D （规范性附录） 薄脱碳层、增碳层测定方法

薄脱碳层、增碳层深度为从制 比基体硬度值低或高某一硬度值处的距离， 硬度为硬度界限值。对超高强度钢（强度级别大于或等于1470MPa）比基体硬度值低30HK（ HV)、对其他强度级别的钢比基体硬度值低40HK（或等效HV)的硬度为脱碳层深度的硬度界 比基体硬度值高10HK(或等效HV)的硬度为增碳层深度的硬度界限值。

D.1.2试样及其制备

D.1.2.1试样应是随炉淬火试样或从淬火后的制件上截取，测量起始表面的粗糙度Ra 3.2um，截取时应防止过热

D.1.2.2试样可用下列形式之

a）横直面试样：试样尺寸一般为15mm×15mm×10mm或=15mm×10mm。淬火后，测试面 应垂直于制件或随炉试样的表面。 b 弦向面试样：试样厚度为3mm~6mm，直径Φ为12.5mm~25mm，允许有一个小中心孔。 试样淬火后于弧形表面处磨制一个弦长（C）为3mm~7mm的磨面（见图D.1）。 斜向面试样：其尺寸一般为10mm×10mm×15mm，火后加工成的斜面与表面间夹角应不 大于12°.脱碳层越薄夹角越小（见图D.2）

横直面试样：试样尺寸一般为15mm×15mm×10mm或$15mm×10mm。淬火后，测试 应垂直于制件或随炉试样的表面。 D 弦向面试样：试样厚度为3mm~6mm，直径Φ为12.5mm~25mm，允许有一个小中心孔 试样淬火后于弧形表面处磨制一个弦长（C）为3mm~7mm的磨面（见图D.1）。 斜向面试样：其尺寸一般为10mm×10mm×15mm，淬火后加工成的斜面与表面间夹角应 大于12°.脱碳层越薄夹角越小（见图D.2）

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图D.1弦向面试样镶片和抛光示意图

图D.2斜向面试样镶片和抛光示意图

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D.1.2.3金相试样须镶嵌后制备，上下面应平行，防止试样表面过热和边缘角度改变

D.1.3努氏或维氏硬度的测量

D.1.3.1努氏硬度测量方法应符合GB/T18449.1，维氏硬度测量方法应符合GB/T4340.1。 D.1.3.2沿垂直于试样检测面方向向内测量努氏或维氏硬度。试验负荷一般在0.98N～4.9N(0.1kg >0.5kgf），维氏硬度推荐用1.96N（0.2kgf)，努氏硬度推荐用4.9N（0.5kgf）。维氏硬度与努氏硬度 换算关系见表D.1和图D.3。 D.1.3.3硬度压痕应当打在垂直于表面的一条或多条平行线上（见图D.4），并在宽度W=1.5mm区域 内。最靠近表面的压痕中心至试样表面的距离（S，）约为压痕对角线2.5倍，

表D.1维氏硬度与努氏硬度换算表

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图D.3维氏硬度与努氏硬度换算关系曲线

图D.4硬度压痕位置示意图

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D.1.4脱碳层、增碳层深度的计算

D.1.4.1横直面试样的实际脱碳层、增碳层深度d为测量面直接测量的脱碳层、增碳层深度L， 即d=L。 D.1.4.2弦向面试样的实际脱碳层、增碳层深度按式(D.1)或式(D.2)计算

D.1.4.1横直面试样的实际脱碳层、增碳层深度d为测量面直接测量的脱碳层、增碳层深度L， 即d=L。 D.1.4.2弦向面试样的实际脱碳层、增碳层深度按式(D.1)或式(D.2)计算

...................D.2

d一一实际脱碳层、增碳层深度，单位为毫米（mm）； L———测量量面上测得的脱碳层、增碳层深度，单位为毫米（mm）； C一弦表面长度，单位为毫米（mm）； 一试验半径，单位为毫米（mm）。 直接香出

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5mm、Φ19mm和Φ25mm圆柱试样的弦长、距离

小例： 试样直径为19mm，弦表面的长度C为5mm，若测量面上脱碳层深度L为0.3mm，则实际脱碳层深度d为 0.075mm D.1.4.3斜向面试样的实际脱碳层、增碳层深度按式（D.3)计算：

式中： d一一实际脱碳层、增碳层深度，单位为毫米（mm）：

实际脱碳层、增碳层深度，单位为毫米（mm）

一测量量面上测得的脱碳层、增碳层深度，单位为毫来（mm）； 一斜角与表面夹角，单位为度（)

D.1.5脱碳层、增碳层深度的评定

D.1.5.1硬度变化曲线评定法

图D.6硬度变化曲线

在弦向面和斜向面上测得面上脱碳层、增碳层深度L接D.1.4分别计算出实际脱碳层、增碳层深度 d。也可用内插法计算脱碳层深度建筑技术论文，其方法参见GB/T9450。

D.1.5.2直接评定法

).1.5.2.1在横直面上先测基体硬度，再在技术条件规定的脱碳层深度测硬度。根据硬度界限值评定 脱碳层深度是否满足技术条件要求。 D.1.5.2.2在弦向面和斜向面上测量硬度时，应按D.1.4计算出相应的深度处测硬度。 D.1.5.2.3当要求零脱碳或测增碳层深度时，不可用直接评定法

仲裁时，用硬度变化曲线评定法

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萍火后的硬度试样经细砂纸磨去因热处理产生的氧化物（最大磨量0.013mm），用洛氏HRA和表 面洛氏HR15N同时测量硬度，其硬度值在表D.2范围时，脱碳层深度小于或等于0.075mm，无增 碳层。 此方法只适用于热处理车间检验，用于判断是否合格，不作为报告依据

塔吊标准规范范本表D.2试样的名义含碳量和允许的表面硬度