Erklären Sie die Härte von rostfreiem Stahl und die Härtetabelle

Als wichtiger Indikator für die Materialfähigkeit ist die Härte entscheidend für die Leistungsbewertung und Anwendungsauswahl von Edelstahl. Wir erläutern ausführlich das Konzept, die Messmethode, die Einflussfaktoren, die Bedeutung und die Methoden zur Verbesserung der Härte von Edelstahl und vergleichen ihn mit Kohlenstoffstahl, damit Sie Edelstahl besser verstehen. Abschließend ist eine Edelstahlhärtetabelle als Referenz beigefügt.

Wie hoch ist die Härte von Edelstahl?

Härte ist die Fähigkeit eines Materials, lokaler Druckverformung oder Kratzern zu widerstehen. Sie ist nicht dem Material inhärent und wird durch die Prüfmethode und -bedingungen beeinflusst. Die Messung der Härte ist entscheidend für die Bewertung der Verschleißfestigkeit, der Verarbeitungsleistung und der Lebensdauer des Materials. Bei Edelstahl steht die Härte in direktem Zusammenhang mit seinem Anwendungsbereich und seiner Haltbarkeit.

Was ist die Standardhärte von Edelstahl?

Die Standardhärte von Edelstahl variiert je nach Güteklasse:

• Austenitische rostfreie Stähle (wie etwa 304 und 316) haben typischerweise einen Härtegrad von 70 bis 90 HRB (Rockwell B).
• Martensitische rostfreie Stähle (wie etwa 410 und 420) können nach der Wärmebehandlung 40 bis 60 HRC (Rockwell C) erreichen und können härter sein.
• Ferritische rostfreie Stähle (wie etwa 430) haben typischerweise einen HRB-Wert von 60 bis 90.

Diese Werte können je nach konkreter Legierungszusammensetzung und Verarbeitungsverfahren variieren.

Härteprüfverfahren für Edelstahl

Brinellhärte

Der Brinellhärtetest ist eine häufig verwendete Härtebestimmungsmethode, die für weichere Materialien geeignet ist. Dabei wird die Härte anhand der Größe der Vertiefung berechnet, die eine Stahlkugel hinterlässt, wenn sie in das Material gedrückt wird. Sie wird in HB ausgedrückt, und je größer der Wert, desto härter das Material. Aufgrund der großen Vertiefung ist sie jedoch nicht zum Messen dünner Platten oder kleiner Teile geeignet.

Rockwell-Härte

Der Rockwell-Härtetest wird häufig für eine Vielzahl von Materialien verwendet. Mit dem Diamantkegel wird leicht auf die Oberfläche des Materials gedrückt, und die Tiefe der Einkerbung wird gemessen, um die Härte zu ermitteln. Es gibt HRA, HRB, HRC und andere Skalen. Die HRC-Skala wird häufig für Edelstahl verwendet. Je höher der HRC-Wert, desto härter das Material.

Vickers-Härte

Die Vickershärte (HV) ist eine gängige Methode zur Bewertung der Härte von Metallen (wie Edelstahl) und nichtmetallischen Materialien. Dabei wird ein quadratischer Diamantkegel verwendet, um eine Last auf das Material auszuüben, und die Härte wird durch Messen der diagonalen Länge des winzigen Eindrucks quantifiziert. Je kleiner der Eindruck, desto härter das Material. Diese Methode ist für ihre hohe Präzision, den kleinen Eindruck und die gute Wiederholbarkeit bekannt, aber es ist notwendig, sicherzustellen, dass die Probe flach und die Testbedingungen stabil sind, um genaue Ergebnisse zu gewährleisten.

Mohshärte

Die Mohshärte ist eine relative Härteprüfmethode, mit der die Kratzfestigkeit eines Materials verglichen wird. Sie ist in zehn Stufen unterteilt, wobei Stufe 1 die weichste ist, wie z. B. Talk, und Stufe 10 die härteste, wie z. B. Diamant. Dieser Test ist einfach, aber höchst subjektiv und eignet sich nicht zur genauen Messung der Härte von Metallen wie Edelstahl.

Was beeinflusst die Härte von Edelstahl?

Die Härte von Edelstahl wird von vielen Faktoren beeinflusst, vor allem von der chemischen Zusammensetzung, dem Wärmebehandlungsverfahren, dem Grad der Kaltumformung und der Mikrostruktur.

Chemische Zusammensetzung

Bei Edelstahl beeinflusst der Chrom-, Nickel- und Molybdängehalt dessen Härte und Korrosionsbeständigkeit. Mehr Kohlenstoff erhöht die Härte, verringert jedoch die Korrosionsbeständigkeit.

Wärmebehandlungsprozess

Die Mikrostruktur von Edelstahl kann durch Wärmebehandlungsmethoden wie Abschrecken und Anlassen verändert werden, wodurch seine Härte beeinflusst wird. Durch Abschrecken kann die Härte von Edelstahl deutlich erhöht werden, die Sprödigkeit nimmt jedoch leicht zu. Durch Anlassen kann die Zähigkeit des Materials verbessert werden, während eine bestimmte Härte erhalten bleibt.

Kaltumformungsgrad

Kaltbearbeitung wie Kaltwalzen und Kaltziehen führt bei Edelstahl zu einer Kaltverfestigung, d. h. mit zunehmender Verformung nimmt die Härte allmählich zu. Übermäßige Kaltbearbeitung kann jedoch dazu führen, dass das Material spröde wird und seine Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Mikrostruktur

Die Mikrostruktur von Edelstahl, wie Korngröße und Phasenzusammensetzung, hat einen erheblichen Einfluss auf seine Härte. Die Verfeinerung der Körner und die Optimierung der Phasenzusammensetzung sind wirksame Methoden zur Verbesserung der Härte von Edelstahl.

Die Bedeutung der Härte von Edelstahl

Die Härte von Edelstahl hat einen wichtigen Einfluss auf seine Leistung in praktische Anwendungen. Materialien mit hoher Härte weisen im Allgemeinen eine bessere Verschleißfestigkeit und Kratzfestigkeit auf und eignen sich für Anwendungen, bei denen eine hohe Verschleißfestigkeit erforderlich ist, wie etwa Werkzeuge, Lager, Formen usw. Edelstahl mit geringerer Härte weist eine bessere Duktilität und Bearbeitbarkeit auf und eignet sich für Anwendungen, bei denen eine Formgebungsverarbeitung erforderlich ist, wie etwa Rohre, Behälter usw.

Die Härte beeinflusst auch die cutting performance des Materials. Materialien mit hoher Härte neigen beim Schneiden zum Verschleiß des Werkzeugs, aber die Qualität der bearbeiteten Oberfläche ist besser. Für Teile, die eine höhere Verarbeitungsgenauigkeit erfordern, ist eine entsprechende Härte erforderlich.

Wie kann die Härte von Edelstahl verbessert werden?

Es gibt viele Möglichkeiten, die Härte von Edelstahl zu verbessern. Dazu gehören vor allem die Anpassung der chemischen Zusammensetzung, die Optimierung des Wärmebehandlungsprozesses, die Erhöhung des Kaltverarbeitungsgrads und der Einsatz von Oberflächenbehandlungstechnologien.

Anpassung der chemischen Zusammensetzung

Die Härte von Edelstahl kann durch Erhöhung des Kohlenstoffgehalts, Zugabe von Legierungselementen (wie Molybdän, Vanadium usw.) oder Verwendung spezieller Legierungstechnologien verbessert werden. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, dass eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts die Korrosionsbeständigkeit des Materials verringern kann.

Optimierung des Wärmebehandlungsprozesses

Durch genaue Kontrolle von Parametern wie Abschrecktemperatur, Haltezeit und Abkühlrate können die ideale Mikrostruktur und Härte erreicht werden. Gleichzeitig kann eine angemessene Anlassbehandlung eine bestimmte Härte aufrechterhalten und gleichzeitig die Zähigkeit des Materials erhöhen.

Erhöhung des Kaltbearbeitungsgrades

Durch Kaltverarbeitungsverfahren wie Kaltwalzen und Kaltziehen wird Edelstahl gehärtet, wodurch seine Härte erhöht wird. Es ist jedoch notwendig, das Verarbeitungsvolumen zu kontrollieren, um eine übermäßige Verarbeitung zu vermeiden, die dazu führt, dass das Material spröde wird.

Einsatz von Oberflächenbehandlungstechnologie

Durch Aufkohlen, Nitrieren, Oberflächenhärtungsbehandlungen usw. können die Härte und Verschleißfestigkeit der Materialoberfläche erheblich verbessert werden, ohne die Leistung der Edelstahlmatrix zu verändern.

Ist Edelstahl harter Stahl?

Edelstahl ist nicht immer harter Stahl. Obwohl einige Edelstahlsorten, wie beispielsweise martensitischer Edelstahl, durch entsprechende Wärmebehandlung eine sehr hohe Härte erreichen können, weisen die meisten Edelstahlsorten, wie beispielsweise austenitischer Edelstahl, normalerweise eine geringere Härte auf und legen mehr Wert auf Korrosionsbeständigkeit. Harter Stahl bezieht sich normalerweise auf kohlenstoffreichen Stahl oder legierten Werkzeugstahl, der eine viel höhere Härte und Festigkeit als die meisten Edelstahlsorten aufweist.

Härtetabelle für Edelstahl

Nachfolgend sind die typischen Härtewerte einiger gängiger Edelstahlsorten aufgeführt. Bitte beachten Sie, dass die spezifischen Härtewerte aufgrund unterschiedlicher Materialverarbeitungs- und Wärmebehandlungsprozesse variieren können. Sie dienen nur als Referenz. In tatsächlichen Anwendungen wird empfohlen, sie basierend auf den Testergebnissen bestimmter Materialien zu bestimmen.

Härte von Edelstahl im Vergleich zu Kohlenstoffstahl

Edelstahl und Kohlenstoffstahl weisen gewisse Unterschiede in der Härte auf, die hauptsächlich auf die unterschiedliche chemische Zusammensetzung und Mikrostruktur zurückzuführen sind.

Chemische Zusammensetzung: Kohlenstoffstahl besteht hauptsächlich aus Eisen und Kohlenstoff und kann einige Legierungselemente zur Verbesserung der Eigenschaften enthalten. Neben Eisen und Kohlenstoff enthält Edelstahl auch Legierungselemente wie Chrom und Nickel, die einen wichtigen Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit und Härte von Edelstahl haben.

Härtebereich: Kohlenstoffstähle weisen ein breites Härtespektrum auf, von niedrig bis hoch. Rostfreie Stähle weisen unterschiedliche Härtegrade auf, von niedrig für Austenit bis hoch für Martensit und Ausscheidungshärtung.

Anwendungsbereich: Aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und guten mechanischen Eigenschaften wird Edelstahl häufig in Fällen verwendet, in denen Korrosionsbeständigkeit und Härte gleichzeitig berücksichtigt werden müssen (z. B. bei chemischen Geräten, Maschinen zur Lebensmittelverarbeitung usw.). Kohlenstoffstahl wird aufgrund seiner geringen Kosten und guten Verarbeitungseigenschaften häufiger in Situationen verwendet, in denen Korrosionsbeständigkeit kein besonderes Problem darstellt (z. B. bei Gebäudestrukturen, Brücken usw.).

Härte von Edelstahl im Vergleich zu Aluminium

Aluminium: Normalerweise weicher als Edelstahl, wobei die Härtewerte von der Legierung abhängen. Beispielsweise haben gängige Legierungen wie 6061 eine Härte von etwa 60 bis 70 HRB, während härtere Legierungen wie 7075 etwa 90 HRB.

Rostfreier Stahl: Hat im Allgemeinen eine höhere Härte als Aluminium. Gängige Güten wie 304 und 316 reichen typischerweise von 70 bis 90 HRB (Rockwell B) im geglühten Zustand, während martensitische Güten wie 420 und 440C 50 bis 65 HRC (Rockwell C) nach der Wärmebehandlung.

Wie hoch ist die Härte von Edelstahl 316?

Die Härte von Edelstahl 316 typically ranges from 70 to 90 HRB (Rockwell B) in its annealed condition. When subjected to cold working or other processes, its hardness can increase, reaching about 30 to 40 HRC (Rockwell C). The exact hardness can vary based on specific processing methods and the material’s condition.

Wie hoch ist die Härte von Edelstahl 304?

Die Härte von Rostfreier Stahl 304 typically ranges from 70 to 90 HRB (Rockwell B) in its annealed condition. Similar to 316 stainless steel, if 304 stainless steel undergoes cold working or other processes, its hardness can increase, potentially reaching about 30 to 40 HRC (Rockwell C). The exact hardness can vary based on specific processing methods and conditions.

Wie hoch ist die Härte von 18-8 Edelstahl?

Die Härte von Edelstahl 304, der aufgrund seiner Zusammensetzung aus etwa 18% Chrom und 8% Nickel auch als Edelstahl 18-8 bekannt ist, liegt im geglühten Zustand typischerweise zwischen 70 und 90 HRB (Rockwell B). Bei Kaltbearbeitung kann die Härte auf etwa 30 bis 40 HRC (Rockwell C) ansteigen. Die spezifische Härte kann je nach Verarbeitungsmethode und Zustand des Materials variieren.

Wie hoch ist die Härte von 420er Edelstahl?

Die Härte von 420 rostfreier Stahl reicht typischerweise von 50 bis 60 HRC (Rockwell C) nach der Wärmebehandlung. Im geglühten Zustand hat es im Allgemeinen eine Härte von etwa 30 bis 40 HRC. Die genaue Härte kann je nach Verarbeitungs- und Wärmebehandlungsverfahren variieren.

Was ist die härteste Edelstahlsorte?

Die härteste Edelstahlsorte wird oft als 440C, ein martensitischer Edelstahl. Nach entsprechender Wärmebehandlung kann er eine Härte von etwa 58 bis 62 HRC (Rockwell C) erreichen. Andere harte Edelstahlsorten sind 420 und AISI 630, aber 440C wird im Allgemeinen für seine überlegene Härte und Verschleißfestigkeit geschätzt, wodurch es sich für Anwendungen wie Messer und andere Schneidwerkzeuge eignet.

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