航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织 分级与评定 Grading and evaluating for nitridin g and nitrocarburizing structure of aircraft steel parts 2023－12－29发布 2024－07－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 HB 5022－2023 代替 HB 5022－1994 ICS 49.040 CCSV 10 HB 5022－2023 I 目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… II 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 4 试样及制备要求……………………………………………………………………………………………1 4.1 试样要求………………………………………………………………………………………………1 4.2 制备要求………………………………………………………………………………………………1 5 金相组织分级与评定………………………………………………………………………………………2 5.1 通则……………………………………………………………………………………………………2 5.2 低合金钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织分级与评定………………………………………………3 5.3 13 Cr4Mo4Ni4VＡ(M50NiL)钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织分级与评定………………………7 5.4 Cr13 型马氏体不锈钢制件渗氮金相组织分级与评定……………………………………………11 5.5 Cr11/Cr12 型马氏体热强不锈钢渗氮、氮碳共渗金相组织分级与评定…………………………13 5.6 4 Cr14Ni14W2Mo奥氏体不锈钢渗氮金相组织分级与评定………… ……………………………16 5.7 马氏体型沉淀硬化不锈钢渗氮金相组织分级与评定… ……………………………………………19 5.8 18 Ni系列马氏体时效钢渗氮金相组织分级与评定………………………………………………23 6 渗氮层脆性分级与评定……………………………………………………………………………………26 6.1 分级图…………………………………………………… ……………………………………………26 6.2 检验规定………………………………………………… ……………………………………………27 6.3 试验方法与评定规定…………………………………… ……………………………………………27 7 氮碳共渗层疏松分级与评定………………………………………………………………………………28 7.1 分级图…………………………………………………… ……………………………………………28 7.2 检验方法与评级规定…………………………………… ……………………………………………28 附录 A(资料性) 推荐的腐蚀液……………………………………………………………………………31 HB 5022－2023 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1－2020 给出的规则起草。 本文件代替 HB 5022－1994《航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织检验标准》 。 本文件与 HB 5022－1994 相比，主要有以下技术变化： a) 增加了 13 Cr4Mo4Ni4VA(M50NiL)合金钢、 Cr13 型马氏体不锈钢(以 1 Cr13 钢、2 Cr13 钢为典 型代表)、 Cr11/Cr12 马氏体型热强不锈钢(以 1 Cr11Ni2W2MoV钢、1 Cr12Ni2WMoVNbE 钢为 典型代表)、4 Cr14Ni14W2Mo奥氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢(以 0 Cr15Ni5Cu4Nb钢、 0Cr17Ni4Cu4Nb钢为典型代表)及 18 Ni系列马氏体时效钢制件的渗氮、氮碳共渗金相组织的 检验分级与评定规定和相应的金相组织检验评级图片； b) 增加了制备检验试样过程中的切割、镶嵌、磨制等各有关规定，要求更加细致和明确，更具指 导性和可操作性； c) 增加了齿或花键部位渗氮、氮碳共渗时，金相组织检验用试样的要求；对齿或花键渗后的一般 检验部位做了相应规定， 以避免或减少现场和有关方对于齿或花键渗后的检验部位看法不一致 而造成的争议； d) 增加了制件渗氮前最终热处理后的基体体组织晶粒度应满足 HB/Z 79 要求的规定； e) 增加了检验过程的分级与评定原则及方法的规定， 对现场检验经常出现的一些检验与判定问题 进行了统一规范和要求，以避免或减少现场有关方对检验过程和/或结果产生争议或歧义； f) 对低合金钢制件，更新了钢渗前基体金相组织检验评级图的原 1 级、2 级评级图片，更新了渗 后的渗层金相组织检验评级图的原 3 级～８级评级图片，并增加了 1 张 7 级(连续波纹状氮化物)图片，共 9 级评级图片；同时，对 5 级渗层组织采用了 3 张具有不同典型组织形貌的图片 分为 5 级 a)、5 级 b)和 5 级 c)图进行表示并分别给出描述，使整体分级图片更丰富和更具代 表性，以方便现场检验时进行对照评级； g) 对马氏体型沉淀硬化钢制件渗层金相组织分级图片也视情采用了 f)所述的用多张金相组织形 貌不同的图片表示同一级别组织的方式，为现场检验提供更多的金相组织图片参照依据； h) 对渗氮表面脆性压痕的形貌和评定增加了文字性描述和定性规定， 规定当压痕出现沿角向外呈 散射状裂痕或裂纹且无崩碎现象时，不作为评为更劣一级的评定依据； i) 以资料性附录的形式给出钢材料渗氮、氮碳共渗金相检验试样的腐蚀溶液配方，并补充了不锈 钢材料样品腐蚀溶液的配方。 本文件的附录 A为资料性附录。 本文件按照 GB/T 1.1－2020 给出的规则起草。 本文件由中国航空综合技术研究所归口、航空材料标准化技术负责单位归口。 本文件起草单位：中国航发北京航空材料研究院、中国航发西安航空发动机公司、庆安集团有限公 司、航空工业金城南京机电液压工程研究中心、中国航发南方工业有限公司。 本文件主要起草人：佟小军、贺瑞军、童 文、古宏博、于 淼、李 克、王 琳、黄晓华、张 爽、 牛红莲、姜嫄嫄、孙 枫、王 赟、郭凯宇。 HB 5022 于1994 年首次发布。 HB 5022－2023 1 航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织分级与评定 1 范围 本文件规定了航空钢制件渗氮、 氮碳共渗金相组织检验的试样与制备要求、 金相组织分级与评定等。 本文件适用于 HB/Z 79、 HB/Z 20023 中规定的航空钢制件及 13 Cr4Mo4Ni4VA(M50NiL)复杂合金 钢、Cr11/Cr12 马氏体型热强不锈钢、马氏体沉淀硬化不锈钢及 18 Ni系列马氏体时效钢制件的渗氮、氮 碳共渗金相组织的检验，其他牌号材料及其制件当适用时可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注明日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。 GB/T 4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1 部分：试验方法 HB 5013 热处理零件检验类别 HB 5354 热处理工艺质量控制 HB/Z 79 航空结构钢及不锈钢渗氮工艺说明书 HB/Z 20023 航空钢制件离子渗氮、离子氮碳共渗工艺 3 术语和定义 无。 4 试样及制备要求 4.1 试样要求 4.1.1 金相组织检验用试样应从零件工作面处切取，也可用与零件的材料、热处理条件、表面粗糙度 相同，并经同炉渗氮处理，相似于零件工作面的随炉试样，并应符合 HB 5354 规定。对于规格小的零 件可以直接使用零件做检验样件。 4.1.2 对齿或花键部位进行渗氮、氮碳共渗时，金相组织检验应使用齿形相同的试样，并应符合 HB 5354 规定。 4.1.3 凡不适宜或不允许在零件渗氮工作表面进行脆性检验的， 均允许使用专用的随炉脆性检验试样。 4.2 制备要求 4.2.1 按 4.1.1.3 规定的检验面进行检验试样制备。制备试样时，应防止试样检验面产生过热及边缘 倒圆；应特别注意防止在切割、镶嵌及磨制试样过程中由于方法或操作不当而导致渗层检验面产生裂纹或剥落。采用线切割加工方法切取的试样，磨制时应确保完全磨去线切割造成的热影响区。 HB 5022－2023 2 4.2.2 用于检验渗层表面脆性的零件或试样，表面粗糙度