脫碳層是指含碳耐火材料在高溫使用中，表層受氧化性介質(zhì)侵蝕，碳被氧化后形成的層帶。脫碳層的氣孔率比原磚顯著增大，故強(qiáng)度降低。含碳耐火材料經(jīng)熔渣侵蝕后，工作面常附有一層渣層，其成分主要由熔渣與被熔渣溶蝕或沖蝕下來的耐火材料構(gòu)成。緊接著附渣層的是熔渣與脫碳后的耐火材料相互作用而形成的反應(yīng)層在反應(yīng)層內(nèi)，相互作用生成的液相形成了連續(xù)簽質(zhì)，耐火材料的晶粒或顆粒一般多呈蝕損狀態(tài)并被這些基質(zhì)所包圍。反應(yīng)層與原磚之間則為脫碳層。脫碳層一般都較薄，反應(yīng)層則較厚些。
鋼的脫碳層深度測(cè)定
脫碳包含部分脫碳、完全脫碳。完全脫碳指鋼樣表層碳含量水平低于碳在鐵素體中最大溶解度。
有效脫碳層深度：從產(chǎn)品表面到規(guī)定的碳含量或硬度水平的點(diǎn)的距離，規(guī)定的碳含量或硬度水平以不因脫碳而影響使用性能為準(zhǔn)。
總脫碳層深度：從產(chǎn)品表面到碳含量等于基體碳含量的那一點(diǎn)距離，等于部分脫碳層和完全脫碳層之和。
鐵素體脫碳層深度：表面完全脫碳層的深度。
通常采用金相法、硬度法、化學(xué)法或光譜分析法。試樣在供貨狀態(tài)下檢驗(yàn)，不需要進(jìn)一步熱處理。如經(jīng)有關(guān)各方商定，則要從多方面注意防止碳的分布狀態(tài)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化。
金相法
此方法是在光學(xué)顯微鏡下觀察試樣從表面到基體隨著碳含量的變化而產(chǎn)生的組織變化。此方法適用于具有退火或正火組織的鋼種，也可有條件的用于那些硬化、回火、軋制或鍛造狀態(tài)的產(chǎn)品。
1.試樣的選取和制備：
選取的試樣檢驗(yàn)面應(yīng)垂直于產(chǎn)品縱軸，如產(chǎn)品無縱軸，試樣檢驗(yàn)面的選取應(yīng)由有關(guān)各方商定。小試樣要檢測(cè)整個(gè)周邊。對(duì)大試樣，為保證取樣的代表性，可截取試樣同一截面的一個(gè)或幾個(gè)部位，只要保證總檢測(cè)周長(zhǎng)不小于35mm即可。但不要選取多邊形產(chǎn)品的棱角處或脫碳極深的點(diǎn)。試樣一般按金相法進(jìn)行研磨拋光，但試樣邊緣不允許有倒圓、卷邊，為此試樣可以鑲嵌或加持固定。
2.總脫碳層的測(cè)定：
一般來說，觀測(cè)到的組織差別，在亞共析鋼中是以鐵素體與其他組織組成物的相對(duì)量的變化來區(qū)別的；在共析鋼中是以碳化物含量相對(duì)基體的變化來區(qū)分的。對(duì)于硬化組織或者淬火回火組織，當(dāng)碳含量變化引起組織顯著變化時(shí)，亦可用該方法進(jìn)行測(cè)量。借助于側(cè)為目鏡，或利用金相圖像分析系統(tǒng)觀察和定量測(cè)量從表面到其組織和基體組織已無區(qū)別的那一點(diǎn)距離。放大倍數(shù)的選擇取決于脫碳層深度。如果需方?jīng)]有特殊規(guī)定，由檢測(cè)者選擇。建議使用能觀測(cè)到整個(gè)脫碳層的最大倍數(shù)。一般采用100倍。當(dāng)過度層和基體較難分辨時(shí)，可用更高放大倍數(shù)進(jìn)行觀察，確定界限。
先在低放大倍數(shù)下進(jìn)行初步觀測(cè)，保證四周脫碳變化在進(jìn)一步檢測(cè)時(shí)都可發(fā)現(xiàn)，查明最深均勻脫碳區(qū)。脫碳層最深的點(diǎn)由試樣表面的初步檢測(cè)確定，不受表面缺陷和角效應(yīng)的影響。對(duì)每一試樣，在最深的均勻脫碳區(qū)的一個(gè)顯微鏡視場(chǎng)內(nèi)，應(yīng)隨機(jī)進(jìn)行幾次測(cè)量，取平均值作為總脫碳層深度。軸承鋼、工具鋼、彈簧鋼測(cè)量最深最深處的總脫碳層深度。如果產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議沒有特殊規(guī)定，在測(cè)量時(shí)試樣中脫碳層極深的那些點(diǎn)要排除掉。
硬度法
1.顯微硬度測(cè)量法：
此方法是測(cè)量在試樣橫截面上沿垂直于表面方向上的顯微硬度值的分布梯度。這種方法只適用于脫碳層相當(dāng)深但和淬火區(qū)厚度相比卻又很小的亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼，這樣脫碳層完全在硬化區(qū)，避免淬火不完全引起的硬度波動(dòng)。這種方法對(duì)低碳鋼不準(zhǔn)確。
2.試樣的制備：
與上金相法相同，但試樣的浸蝕與否，以準(zhǔn)確測(cè)定壓痕為準(zhǔn)，并應(yīng)小心防止過熱。
3.測(cè)定：
試驗(yàn)力一般選擇50-500克之間。兩相鄰壓痕間的距離應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的2.5倍。脫碳層深度規(guī)定為：從表面到已達(dá)到所要求硬度值的那一點(diǎn)的距離。原則上，至少要在相互距離盡可能遠(yuǎn)的位置進(jìn)行兩組測(cè)定，取其平均值做為脫碳層深度。
4.脫碳層深度測(cè)量界限：
a、由試樣邊緣測(cè)至產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議規(guī)定的硬度值處。
b、由試樣邊緣測(cè)至硬度值平穩(wěn)處。
c、由試樣邊緣測(cè)至硬度值平穩(wěn)出的某一百分?jǐn)?shù)。
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