脱碳层检测方法

工程应用中钢表面脱碳层鉴定主要有两类方法：金相法（基础定性定量）和硬度法（快速现场判定），光谱法（精准碳含量检测）等，这些方法主要适用场景有哪些呢？

金相法样片

一. 金相显微法（最基础、zui常用，GB/T 224 核心方法）

原理：对钢的横截面制样（磨抛 + 腐蚀），通过金相显微镜观察脱碳层与基体的组织差异（全脱碳层无珠光体，半脱碳层珠光体减少 / 铁素体增多），直接测量脱碳层厚度。

分类：根据腐蚀剂和观察方式，分硝酸酒精腐蚀法（通用碳钢 / 低合金钢）、苦味suan腐蚀法（高碳钢 / 轴承钢，清晰区分珠光体与铁素体）。

特点：可同时区分全脱碳层和半脱碳层，定量精度高（μm 级），结果直观；但属于破坏性检测，需制样，耗时约 30~60min。

适用：实验室精准检测、来料检验、失效分析的脱碳层定量判定。

二. 硬度测试法（快速判定，现场 / 实验室均可）

原理：利用脱碳层碳含量降低导致硬度显著下降的特性，通过显微维氏硬度 / 洛氏硬度在横截面做硬度梯度测试，以硬度突变点界定脱碳层边界。

操作：沿横截面从表面向基体逐点打硬度（显微维氏 HV0.1~HV1），当硬度值回升至基体标准硬度的 90%~95% 时，该点即为脱碳层深度。

特点：操作比金相法更快，可定量，同时能反映脱碳层的硬度影响；破坏性检测，需制样，受制样质量影响较大。

适用：车间快速筛查、来料初步判定，尤其适合对硬度敏感的工件（如弹簧钢、轴承钢、紧固件）。

三.光谱测试法（微区快速测碳，适配精细检测）

原理：利用光谱仪的微区分析能力，对钢横截面从表面到基体做线扫描 / 点扫描，检测碳元素的含量梯度，以碳含量突变点确定脱碳层厚度。分类：电子探针显微分析（EPMA，精度 μm 级，测碳精准）、激光诱导击穿光谱（LIBS，可现场检测，精度百 μm 级）、X 射线荧光光谱（XRF，适用于较厚脱碳层）。特点：微区分析，可实现碳含量的可视化梯度分布，定量精度高；EPMA 设备昂贵、操作复杂（实验室专用），LIBS 便携但精度稍低，均为破坏性检测（除部分现场 LIBS）。适用：精密工件的微区脱碳检测、失效分析中脱碳层的精细表征。