Explique a dureza do aço inoxidável e o gráfico de dureza

Como um indicador importante da capacidade do material, a dureza é crucial para a avaliação de desempenho e seleção de aplicação do aço inoxidável. Explicamos em detalhes o conceito, método de medição, fatores de influência, significância e métodos de melhoria da dureza do aço inoxidável, e comparamos com o aço carbono para que você possa entender melhor o aço inoxidável. Finalmente, uma tabela de dureza do aço inoxidável é anexada para referência.

Qual é a dureza do aço inoxidável?

Dureza é a capacidade de um material de resistir à deformação por pressão local ou arranhões. Não é inerente ao material e é afetada pelo método e condições de teste. Medir a dureza é crucial para avaliar a resistência ao desgaste, desempenho de processamento e vida útil do material. Para aço inoxidável, a dureza está diretamente relacionada à sua amplitude de aplicação e durabilidade.

Qual é a dureza padrão do aço inoxidável?

A dureza padrão do aço inoxidável varia de acordo com o grau:

• Aços inoxidáveis austeníticos (como 304 e 316) normalmente têm de 70 a 90 HRB (Rockwell B).
• Aços inoxidáveis martensíticos (como 410 e 420) podem atingir 40 a 60 HRC (Rockwell C) após tratamento térmico e podem ser mais duros.
• Aços inoxidáveis ferríticos (como 430) geralmente têm de 60 a 90 HRB.

Esses valores podem variar dependendo da composição específica da liga e dos métodos de processamento.

Método de teste de dureza de aço inoxidável

Dureza Brinell

O teste de dureza Brinell é um método de avaliação de dureza comumente usado, adequado para materiais mais macios. Ele calcula a dureza pelo tamanho da indentação deixada por uma esfera de aço quando ela é pressionada no material. É expresso em HB, e quanto maior o valor, mais duro o material. No entanto, devido à sua grande indentação, não é adequado para medir placas finas ou peças pequenas.

Dureza Rockwell

O teste de dureza Rockwell é amplamente usado para uma variedade de materiais. O indentador de cone de diamante é usado para pressionar levemente a superfície do material, e a profundidade da indentação é medida para obter a dureza. Existem HRA, HRB, HRC e outras escalas. A escala HRC é comumente usada para aço inoxidável. Quanto maior o valor HRC, mais duro o material.

Dureza Vickers

A dureza Vickers (HV) é uma técnica comum para avaliar a dureza de metais (como aço inoxidável) e materiais não metálicos. Um indentador de cone quadrado de diamante é usado para aplicar uma carga ao material, e a dureza é quantificada medindo o comprimento diagonal da pequena indentação. Quanto menor a indentação, mais duro o material. Esta técnica é conhecida por sua alta precisão, pequena indentação e boa repetibilidade, mas é necessário garantir que a amostra seja plana e as condições de teste sejam estáveis para garantir resultados precisos.

Dureza de Mohs

A dureza de Mohs é um método de teste de dureza relativa que compara a capacidade do material de resistir a arranhões. Ele é dividido em dez níveis, com o nível 1 sendo o mais macio, como talco, e o nível 10 sendo o mais duro, como diamante. Este teste é simples, mas altamente subjetivo e não é adequado para medir com precisão a dureza de metais como aço inoxidável.

O que afeta a dureza do aço inoxidável?

A dureza do aço inoxidável é afetada por muitos fatores, incluindo principalmente a composição química, o processo de tratamento térmico, o grau de trabalho a frio e a microestrutura.

Composição química

No aço inoxidável, o teor de cromo, níquel e molibdênio afeta sua dureza e resistência à corrosão. Mais carbono aumenta a dureza, mas diminui a resistência à corrosão.

Processo de tratamento térmico

A microestrutura do aço inoxidável pode ser alterada por métodos de tratamento térmico, como têmpera e revenimento, afetando assim sua dureza. A têmpera pode aumentar significativamente a dureza do aço inoxidável, mas é fácil aumentar a fragilidade; o revenimento pode melhorar a tenacidade do material, mantendo uma certa dureza.

Grau de trabalho a frio

Trabalho a frio, como laminação a frio e trefilação a frio, fará com que o aço inoxidável produza encruamento, ou seja, conforme a quantidade de deformação aumenta, a dureza aumenta gradualmente. No entanto, trabalho a frio excessivo pode resultar no material se tornando quebradiço e impactando suas propriedades.

Microestrutura

A microestrutura do aço inoxidável, como tamanho de grão e composição de fase, tem um efeito significativo em sua dureza. Refinar grãos e otimizar a composição de fase são maneiras eficazes de melhorar a dureza do aço inoxidável.

A importância da dureza do aço inoxidável

A dureza do aço inoxidável tem uma influência importante no seu desempenho em aplicações práticas. Materiais com alta dureza geralmente têm melhor resistência ao desgaste e a arranhões, e são adequados para ocasiões que exigem alta resistência ao desgaste, como ferramentas, rolamentos, moldes, etc. O aço inoxidável com menor dureza tem melhor ductilidade e usinabilidade, e é adequado para ocasiões que exigem processamento de conformação, como tubos, recipientes, etc.

A dureza também afeta a corte desempenho do material. Materiais de alta dureza são propensos ao desgaste da ferramenta durante o corte, mas a qualidade da superfície usinada é melhor. Para peças que exigem maior precisão de processamento, dureza apropriada é necessária.

Como melhorar a dureza do aço inoxidável?

Há muitas maneiras de melhorar a dureza do aço inoxidável, incluindo principalmente o ajuste da composição química, a otimização do processo de tratamento térmico, o aumento do grau de processamento a frio e o uso de tecnologia de tratamento de superfície.

Ajustando a composição química

A dureza do aço inoxidável pode ser melhorada aumentando o teor de carbono, adicionando elementos de liga (como molibdênio, vanádio, etc.) ou usando tecnologia de liga especial. No entanto, deve-se prestar atenção ao fato de que aumentar o teor de carbono pode reduzir a resistência à corrosão do material.

Otimizando o processo de tratamento térmico

Ao controlar com precisão parâmetros como temperatura de têmpera, tempo de espera e taxa de resfriamento, a microestrutura e dureza ideais podem ser obtidas. Ao mesmo tempo, um tratamento de têmpera razoável pode manter uma certa dureza enquanto aumenta a tenacidade do material.

Aumentando o grau de processamento a frio

Por meio de métodos de processamento a frio, como laminação a frio e trefilação a frio, o aço inoxidável é endurecido, aumentando assim sua dureza. No entanto, é necessário controlar o volume de processamento para evitar processamento excessivo que faça com que o material se torne quebradiço.

Usando tecnologia de tratamento de superfície

Como cementação, nitretação, tratamento de endurecimento de superfície, etc., podem melhorar significativamente a dureza e a resistência ao desgaste da superfície do material sem alterar o desempenho da matriz de aço inoxidável.

Aço inoxidável é aço duro?

Aço inoxidável nem sempre é aço duro. Embora alguns tipos de aço inoxidável, como o aço inoxidável martensítico, possam atingir dureza muito alta com tratamento térmico adequado, a maioria dos aços inoxidáveis, como o aço inoxidável austenítico, geralmente tem dureza mais baixa e é mais focada na resistência à corrosão. Aço duro geralmente se refere a aço de alto carbono ou aço de ferramenta de liga, que tem dureza e resistência muito maiores do que a maioria dos aços inoxidáveis.

Tabela de dureza do aço inoxidável

A seguir estão os valores típicos de dureza de alguns tipos comuns de aço inoxidável. Observe que os valores específicos de dureza podem variar devido a diferentes processos de processamento de material e tratamento térmico. Eles são apenas para referência. Em aplicações reais, é recomendável determiná-los com base nos resultados de testes de materiais específicos.

Dureza do aço inoxidável vs aço carbono

O aço inoxidável e o aço carbono apresentam certas diferenças de dureza, que decorrem principalmente de suas diferentes composições químicas e microestruturas.

Composição química: O aço carbono consiste principalmente de ferro e carbono e pode conter alguns elementos de liga para melhorar as propriedades. Além de ferro e carbono, o aço inoxidável também adiciona elementos de liga, como cromo e níquel, que têm uma influência importante na resistência à corrosão e dureza do aço inoxidável.

Faixa de dureza: Aços carbono têm uma ampla faixa de dureza, de baixa a alta. Aços inoxidáveis têm durezas variadas, de baixa para austenita a alta para martensita e endurecimento por precipitação.

Campo de aplicação: Devido à sua excelente resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas, o aço inoxidável tem sido amplamente utilizado em ocasiões em que a resistência à corrosão e a dureza precisam ser consideradas ao mesmo tempo (como equipamentos químicos, máquinas de processamento de alimentos, etc.). O aço carbono é mais comum em situações em que a resistência à corrosão não é uma preocupação específica (como estruturas de edifícios, pontes, etc.) devido ao seu baixo custo e bom desempenho de processamento.

Dureza do aço inoxidável vs alumínio

Alumínio: Normalmente mais macio que o aço inoxidável, com valores de dureza dependendo da liga. Por exemplo, ligas comuns como 6061 têm uma dureza de cerca de 60 a 70 HRB, enquanto ligas mais duras como 7075 podem atingir cerca de 90 HRB.

Aço inoxidável: Geralmente tem uma dureza maior em comparação ao alumínio. Graus comuns como 304 e 316 geralmente variam de 70 a 90 HRB (Rockwell B) em sua condição recozida, enquanto graus martensíticos como 420 e 440C podem atingir 50 a 65 HRC (Rockwell C) após tratamento térmico.

Qual é a dureza do aço inoxidável 316?

A dureza de Aço inoxidável 316 tipicamente varia de 70 a 90 HRB (Rockwell B) em sua condição recozida. Quando submetido a trabalho a frio ou outros processos, sua dureza pode aumentar, atingindo cerca de 30 a 40 HRC (Rockwell C). A dureza exata pode variar com base em métodos de processamento específicos e na condição do material.

Qual é a dureza do aço inoxidável 304?

A dureza de Aço inoxidável 304 tipicamente varia de 70 a 90 HRB (Rockwell B) em sua condição recozida. Semelhante ao aço inoxidável 316, se o aço inoxidável 304 passar por trabalho a frio ou outros processos, sua dureza pode aumentar, potencialmente atingindo cerca de 30 a 40 HRC (Rockwell C). A dureza exata pode variar com base em métodos e condições de processamento específicos.

Qual é a dureza do aço inoxidável 18-8?

A dureza do aço inoxidável 304, também conhecido como aço inoxidável 18-8 devido à sua composição de aproximadamente 18% de cromo e 8% de níquel, normalmente varia de 70 a 90 HRB (Rockwell B) em sua condição recozida. Se trabalhado a frio, a dureza pode aumentar para cerca de 30 a 40 HRC (Rockwell C). A dureza específica pode variar com base nos métodos de processamento e na condição do material.

Qual é a dureza do aço inoxidável 420?

A dureza de Aço inoxidável 420 normalmente varia de 50 a 60 HRC (Rockwell C) após tratamento térmico. Em sua condição recozida, geralmente tem uma dureza de cerca de 30 a 40 HRC. A dureza exata pode variar com base em métodos específicos de processamento e tratamento térmico.

Qual é o grau mais duro do aço inoxidável?

O tipo mais duro de aço inoxidável é frequentemente considerado 440C, um aço inoxidável martensítico. Pode atingir uma dureza de cerca de 58 a 62 HRC (Rockwell C) após tratamento térmico adequado. Outros graus de aço inoxidável duro incluem 420 e Aço inoxidável AISI 630, mas o 440C é normalmente reconhecido por sua dureza superior e resistência ao desgaste, tornando-o adequado para aplicações como facas e outras ferramentas de corte.

Obter aço inoxidável satisfatório！

O SteelPRO Group fornece produtos e serviços de qualidade. Podemos produzir uma variedade de aços inoxidáveis que atendem aos seus vários requisitos de dureza. Se você precisar comprar ou personalizar, sinta-se à vontade para Entre em contato conosco.