脫碳層測量方法

脫碳層總厚度是從表面到心部內邊界的距離，即完全脫碳層和部分脫碳層厚度的總和。還必須留意到脫碳層厚度和零件形狀及截面厚度有關。

可采用的測量脫碳層的方法很多，但不論何種方法都必須滿足以下技術要求：

1)可測出確切定義的脫碳層，例如符合功能性脫碳層的具體定義。

2)測量結果的再現性。

3)方便易行。

常用的脫碳層測量方法有光學顯微法、顯微硬度法和化學分析法。

1)光學顯微法。這是一種最常用和方便的方法。在零件或試樣剖面外緣檢測，從表面一直測到完全脫碳和部分脫碳層實際邊界。此方法只適用于鐵素體-珠光體組織的亞共析鋼。高速鋼金相檢驗用硝酸酒精腐蝕的彩色顯示法。退火高速鋼試樣剖面磨光后用4%硝酸酒精腐蝕30 s，試樣表面由灰色逐步轉變為紅紫藍(Purplish-Blue)色，60 s后變成藍綠色。功能定義的脫碳層要求在全表層測量硬度。其實際邊界是從總體心部組織的開端，即藍綠區的邊緣起始。

還有一種用延遲淬火后的組織測脫碳層的方法被稱為延遲淬火法。把一種很薄的鋼試樣在鹽浴中奧氏體化，保持適當時間，然后在熱浴中淬火。其原理是測出依碳含量變化的Ms點溫度。對應于規定Ms點的碳含量位置就是脫碳層邊界。試樣在此溫度保持5 s，然后在水中淬火。在短時延遲過程中，脫碳層的 Ms溫度高于熱浴溫度將部分轉變為馬氏體，而心部仍保持為奧氏體。脫碳層中的馬氏體一經形成，馬氏體針就會被輕微回火。再經水淬后，心部將由新鮮的被輕度腐蝕的馬氏體組成，而脫碳層則包含深度腐蝕(暗)的回火馬氏體針。在脫碳層和心部邊界造成明顯的明暗反差。此邊界相當準確地位于低于心部原始碳含量的預定碳含量位置。

2)顯微硬度法。從試樣表面往內逐點打硬度測出硬度梯度而準確定量地測出脫碳層。試樣磨光、拋光、腐蝕，預先用金相掃描，使硬度檢測時更易找到有利位置。畫出硬度-至表面距離的關系曲線。

3)化學分析法。表面逐層取樣分析是測量脫碳層的傳統方法。試樣尺寸要滿足精確分析要求，且每一剝層要足夠薄，并保證在碳含量和自表面距離關系曲線圖上有足夠多的數據點。用此圖不易確定完全脫碳層，因為鐵素體碳含量太低，不足以精確的化學分析。

可用真空光譜定碳法代替一般的化學分析。其優點是快捷、方便，所用試樣比其他任何方法都小。只是要把火花準確放置到與原始表面平行的區域，而且此區域直徑至少要有15 mm，還必須用磨削法逐層暴露，因為每次暴露的厚度測定要受到大約500 μm的限定。