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采用金相法测得的渗氮层深度，一般较硬度法测得的深度稍浅。
硬度梯度法是将渗氮后的试样沿层深方向测得一系列硬度值，利用深度-硬度值绘成曲线，曲线中比基体硬度高50HV处对应的深度值，即为渗层深度。试验采用显微维氏硬度法，试验力一般为2.94N(（0.3kgf），根据情况可用1.96~19.6N（0.2g~2kgf）之间的其它试验力。对于渗氮层硬度变化平缓的工件（如碳钢或低碳低合金钢件），其渗层深度可以从试验表面沿垂直方向测至比基体维氏硬度值高30HV处。
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