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由于受到台式显微硬度计试验台尺寸的限制，大型氮化件的表面硬度检测目前大多采用便携式里氏硬度计，但是里氏硬度计的检测结果经常与显微硬度计的检测 结果存在很大的差异。本文采用里氏硬度计和显微硬度计检测了随炉试样、工件以及工件解剖试样的硬度，分析了造成硬度检测差别的原因，并提出了氮化件表面硬 度检测的建议。
1. 试验方法及结果
如图1所示，主要取为齿部试样A、法兰部位试样B，随炉氮化试样C，材料42CrMo。其中，齿圈的重量20kg，随炉试样尺寸为φ30mm×φ 5mm×5mm。
试验条件：工件及试样均采用离子氮化；随炉试样与齿圈材质相同，并采用相同的调质工艺和氮化工艺，调质硬度在270～280HBW，且随炉试样与工件是同炉氮化；显微硬度计采用台式HX－80A，选取载荷为2N、10N；便携式里氏硬度计OU2100，冲击装置。
工件氮化后，使用砂纸对图示试样割取的齿面和法兰面进行手工打磨至光洁度较好，用沧州欧谱里氏硬度计进行硬度检测，再从齿部 和法兰部位分别割取试样，与随炉试样一起在台式显微硬度计上分别加载2N和10N力，进行表面硬度检测，试验结果见附表。由于随炉氮化试样C小，不符合里 氏硬度计检测条件，未进行里氏硬度检测；对各试样在台式显微硬度计使用2N力，利用硬度梯度法检验氮化层图1 氮化件取样深度，从表面开始每隔0.05mm检测硬度，其硬度与距表面距离曲线如图2所示。
2. 分析
从附表数据及硬度梯度可以看出，台式显微硬度计检测的氮化硬度不论是在2N还是10N力，硬度值均比里氏硬度计检测值高。2N力硬度值差距较大，10N力硬度差距稍小。硬度梯度法检测的结果，氮化层深度在0.35mm左右。
显微硬度法是一种压入式测试材料硬度值的方法，其物理意义表征了材料表面抵抗金刚石正四棱锥压入时所引起的塑性变形能力，根据维氏硬度测试的原 理和方法，维氏硬度能较真实地反映出金属材料表面的软硬特征，其加载载荷较小，因而对于渗氮层表面的硬度能得到较精确的测量值。便携式里氏硬度的测试原理 是一种动载荷试验法，从材料力学可知，其检验硬度值与材料的弹性模量和材料吸收冲击能的特性等有关。
可见采用里氏硬度计尚无法测量出渗氮硬化层准确的硬度值，仅能对同种材料和工艺渗氮件表面综合硬度作定性对比测试，所检测的硬度只能作为参考，不能作为判断其氮化硬度是否合格。
3. 建议
（1）氮化生产时每炉均须带同材质、同处理状态的随炉试样，氮化后对试样进行硬度、氮化层深度检测，按照氮化件检验标准 GB11354-1989，对于关键零件，氮化后应进行脆性及氮化层组织检验，里氏硬度计所检测的工件表面氮化硬度应该根据随炉试样表面值进行适当的修 正。
（2）由于氮化件基本是要求齿面进行氮化，以提高使用的耐磨性，检验齿面氮化硬度时，模数小于4的，不能直接使用里氏硬度计检测，以避免齿面太小影响硬度检测准确性，可在齿面相近的其他部位进行硬度检测。
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