低碳低合金鋼齒輪零件通過表面滲碳硬化處理后，能夠使表面具有高硬度、高耐磨性及抗疲勞性能的同時保持心部的強韌性。表面滲碳的濃度、滲層深度及梯度分布對于產品的性能影響至關重要。但由于碳屬于輕元素，這種低含量的梯度分布變化的測試使用其他儀器測試難以完成，而島津電子探針EPMA由于配置52.5°的高特征X射線取出角和全聚焦晶體，能夠更有效地減少基體吸收所帶來的影響，具有高靈敏度和優異的檢測限。

關于滲碳

什么是滲碳

滲碳是將含碳量較低的零件在滲碳介質中加熱和保溫，使活性較強的碳原子滲入表面，從而在表面獲得一定含碳量。滲碳層表面含碳量和滲碳深度隨滲碳的時間增加而增加，隨滲碳溫度的升高而加深。

滲碳的特點

滲碳是常見的一種表面硬化方法，通過滲碳的工藝使零件的表層具有很高的硬度、耐磨性及耐疲勞性但心部仍然保持較好的韌性。主要用于承受磨損、交變接觸應力或者彎曲應力和沖擊載荷的零部件，如各種軸類、齒輪等。

滲碳的測試意義

不同產品或者同類產品但使用場景不同，對于滲碳表面濃度與滲層深度需求不同，測試和分析表面處理狀態是對產品檢驗基本的要求。這些基礎數據的獲得對于產品的開發、生產工藝的制定以及失效分析等各個方面具有指導作用。

島津電子探針EPMA對滲碳層的表征

使用島津電子探針EPMA-1720分別測試了齒輪部件表面滲碳和某軸碳氮共滲中碳的分布情況。其中碳元素的質量百分比含量定量化方式采用的是EPMA的工作曲線法（也稱檢量線法）。標樣使用經日本產業技術綜合研究所(AIST) 計量標準(NMIJ)認證過的鐵-碳套標，建立了工作曲線，線性良好。測試獲得了直觀的碳元素面分布和線分布特征。

專家聲音

江蘇省（沙鋼）鋼鐵研究院吳園園主任工程師在電子探針應用方面有著多年的經驗積累，特別是通過檢量線法對鋼中碳元素定量方面做了大量工作，也發表了多篇文章與業界分享，在如何避免樣品的磨拋處理造成碳污染等方面，巧妙地采用等離子清洗儀（氫氣+氧氣組合）對樣品表面可能殘留的碳污染進行清洗以保證測試效果。

談到島津電子探針時，吳老師說，其實電子探針測試包括碳在內的超輕元素之所以比較困難，困難問題就在于如何盡量減少基體對超輕元素特征X射線的吸收，提高儀器檢測的靈敏度。采用全聚焦晶體、提高特征X射線檢出角以及專用晶體等都是島津電子探針在測量輕元素方面得天獨厚的優勢，可以讓儀器使用人員更專注于制樣和測試本身，提高測試的準確性。

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