Объясните твердость нержавеющей стали и таблицу твердости

Как важный показатель способности материала, твердость имеет решающее значение для оценки производительности и выбора области применения нержавеющей стали. Мы подробно объясняем концепцию, метод измерения, факторы влияния, значение и методы повышения твердости нержавеющей стали и сравниваем ее с углеродистой сталью, чтобы вы могли лучше понять нержавеющую сталь. Наконец, для справки прилагается таблица твердости нержавеющей стали.

Какова твердость нержавеющей стали?

Твердость — это способность материала противостоять локальной деформации под давлением или царапанию. Она не присуща материалу и зависит от метода и условий испытания. Измерение твердости имеет решающее значение для оценки износостойкости, производительности обработки и срока службы материала. Для нержавеющей стали твердость напрямую связана с широтой ее применения и долговечностью.

Какова стандартная твердость нержавеющей стали?

Стандартная твёрдость нержавеющей стали варьируется в зависимости от марки:

• Аустенитные нержавеющие стали (например, 304 и 316) обычно имеют твердость от 70 до 90 HRB (по шкале Роквелла B).
• Мартенситные нержавеющие стали (например, 410 и 420) могут достигать твердости от 40 до 60 HRC (по шкале Роквелла C) после термической обработки и могут быть более твердыми.
• Твердость ферритных нержавеющих сталей (например, 430) обычно составляет от 60 до 90 HRB.

Эти значения могут варьироваться в зависимости от конкретного состава сплава и методов обработки.

Метод испытания твердости нержавеющей стали

Твёрдость по Бринеллю

Испытание на твердость по Бринеллю — это широко используемый метод оценки твердости, подходящий для более мягких материалов. Он вычисляет твердость по размеру отпечатка, оставленного стальным шариком при вдавливании в материал. Он выражается в HB, и чем больше значение, тем тверже материал. Однако из-за большого отпечатка он не подходит для измерения тонких пластин или небольших деталей.

Твердость по Роквеллу

Испытание на твердость по Роквеллу широко используется для различных материалов. Алмазный конусный индентор используется для легкого нажатия на поверхность материала, и глубина вдавливания измеряется для получения твердости. Существуют шкалы HRA, HRB, HRC и другие. Шкала HRC обычно используется для нержавеющей стали. Чем больше значение HRC, тем тверже материал.

Твердость по Виккерсу

Твердость по Виккерсу (HV) — это распространенный метод оценки твердости металлов (например, нержавеющей стали) и неметаллических материалов. Алмазный квадратный конусный индентор используется для приложения нагрузки к материалу, а твердость количественно определяется путем измерения диагональной длины крошечного отпечатка. Чем меньше отпечаток, тем тверже материал. Этот метод известен своей высокой точностью, малым отпечатком и хорошей повторяемостью, но необходимо убедиться, что образец плоский, а условия испытания стабильны, чтобы обеспечить точные результаты.

Твёрдость по шкале Мооса

Твердость по Моосу — это метод относительной твердости, который сравнивает способность материала противостоять царапинам. Он делится на десять уровней, где уровень 1 — самый мягкий, например, тальк, а уровень 10 — самый твердый, например, алмаз. Этот тест простой, но крайне субъективный и не подходит для точного измерения твердости металлов, например, нержавеющей стали.

Что влияет на твёрдость нержавеющей стали?

На твердость нержавеющей стали влияют многие факторы, среди которых основными являются химический состав, процесс термической обработки, степень холодной обработки и микроструктура.

Химический состав

В нержавеющей стали содержание хрома, никеля и молибдена влияет на ее твердость и коррозионную стойкость. Больше углерода увеличивает твердость, но снижает коррозионную стойкость.

Процесс термической обработки

Микроструктуру нержавеющей стали можно изменить методами термической обработки, такими как закалка и отпуск, тем самым влияя на ее твердость. Закалка может значительно повысить твердость нержавеющей стали, но легко увеличить хрупкость; отпуск может улучшить вязкость материала, сохраняя определенную твердость.

Степень холодной обработки

Холодная обработка, такая как холодная прокатка и холодное волочение, приведет к тому, что нержавеющая сталь начнет производить упрочнение, то есть по мере увеличения степени деформации твердость постепенно увеличится. Однако чрезмерная холодная обработка может привести к тому, что материал станет хрупким и повлияет на его свойства.

Микроструктура

Микроструктура нержавеющей стали, такая как размер зерна и фазовый состав, оказывает существенное влияние на ее твердость. Уменьшение зерна и оптимизация фазового состава являются эффективными способами повышения твердости нержавеющей стали.

Значение твердости нержавеющей стали

Твердость нержавеющей стали оказывает важное влияние на ее эксплуатационные характеристики. практическое применение. Материалы с высокой твердостью обычно обладают лучшей износостойкостью и устойчивостью к царапинам и подходят для случаев, требующих высокой износостойкости, например, для инструментов, подшипников, форм и т. д. Нержавеющая сталь с меньшей твердостью имеет лучшую пластичность и обрабатываемость и подходит для случаев, требующих обработки давлением, например, для труб, контейнеров и т. д.

Твердость также влияет на резка производительность материала. Высокотвердые материалы склонны к износу инструмента при резке, но качество обработанной поверхности лучше. Для деталей, требующих более высокой точности обработки, необходима соответствующая твердость.

Как повысить твёрдость нержавеющей стали?

Существует множество способов повышения твердости нержавеющей стали, основными из которых являются корректировка химического состава, оптимизация процесса термической обработки, повышение степени холодной обработки и использование технологий обработки поверхности.

Корректировка химического состава

Твердость нержавеющей стали можно повысить за счет увеличения содержания углерода, добавления легирующих элементов (таких как молибден, ванадий и т. д.) или использования специальной технологии легирования. Однако следует обратить внимание на тот факт, что увеличение содержания углерода может привести к снижению коррозионной стойкости материала.

Оптимизация процесса термообработки

Точно контролируя такие параметры, как температура закалки, время выдержки и скорость охлаждения, можно получить идеальную микроструктуру и твердость. В то же время разумная обработка отпуском может поддерживать определенную твердость, одновременно повышая прочность материала.

Повышение степени холодной обработки

Благодаря методам холодной обработки, таким как холодная прокатка и холодное волочение, нержавеющая сталь закаляется, тем самым увеличивая свою твердость. Однако необходимо контролировать объем обработки, чтобы избежать чрезмерной обработки, которая делает материал хрупким.

Использование технологии обработки поверхности

Такие методы обработки, как цементация, азотирование, поверхностная закалка и т. д., позволяют значительно повысить твердость и износостойкость поверхности материала, не изменяя при этом эксплуатационные характеристики матрицы из нержавеющей стали.

Является ли нержавеющая сталь твёрдой сталью?

Нержавеющая сталь не всегда является твердой сталью. Хотя некоторые типы нержавеющей стали, такие как мартенситная нержавеющая сталь, могут достигать очень высокой твердости при правильной термической обработке, большинство нержавеющей стали, такие как аустенитная нержавеющая сталь, обычно имеют более низкую твердость и больше ориентированы на коррозионную стойкость. Твердая сталь обычно относится к высокоуглеродистой стали или легированной инструментальной стали, которая имеет гораздо более высокую твердость и прочность, чем большинство нержавеющей стали.

Таблица твердости нержавеющей стали

Ниже приведены типичные значения твердости некоторых распространенных типов нержавеющей стали. Обратите внимание, что конкретные значения твердости могут отличаться из-за различных процессов обработки материалов и термообработки. Они приведены только для справки. В реальных приложениях рекомендуется определять их на основе результатов испытаний конкретных материалов.

Твердость нержавеющей стали по сравнению с углеродистой сталью

Нержавеющая сталь и углеродистая сталь имеют определенные различия в твердости, которые в основном обусловлены их различным химическим составом и микроструктурой.

Химический состав: Углеродистая сталь в основном состоит из железа и углерода и может содержать несколько легирующих элементов для улучшения свойств. Помимо железа и углерода, в нержавеющую сталь также добавляют легирующие элементы, такие как хром и никель, которые оказывают важное влияние на коррозионную стойкость и твердость нержавеющей стали.

Диапазон твердости: Углеродистые стали имеют широкий диапазон твердости, от низкой до высокой. Нержавеющие стали имеют различную твердость, от низкой для аустенита до высокой для мартенсита и дисперсионного твердения.

Область применения: Благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и хорошим механическим свойствам нержавеющая сталь широко используется в случаях, когда необходимо учитывать одновременно коррозионную стойкость и твердость (например, химическое оборудование, машины для обработки пищевых продуктов и т. д.). Углеродистая сталь чаще встречается в ситуациях, когда коррозионная стойкость не является особой проблемой (например, строительные конструкции, мосты и т. д.) из-за ее низкой стоимости и хороших эксплуатационных характеристик.

Твердость нержавеющей стали по сравнению с алюминием

Алюминий: Обычно мягче нержавеющей стали, с твердостью, зависящей от сплава. Например, обычные сплавы, такие как 6061, имеют твердость около 60-70 HRB, в то время как более твердые сплавы, такие как 7075, могут достигать около 90 HRБ.

Нержавеющая сталь: Обычно имеет более высокую твердость по сравнению с алюминием. Распространенные марки, такие как 304 и 316, обычно варьируются от 70-90 HRB (Роквелл B) в отожженном состоянии, в то время как мартенситные марки, такие как 420 и 440C, могут достигать 50-65 HRC (Роквелл C) после термической обработки.

Какова твердость нержавеющей стали 316?

Твёрдость нержавеющая сталь 316 Обычно в отожженном состоянии твердость составляет от 70 до 90 HRB (Rockwell B). При холодной обработке или других процессах твердость может увеличиться, достигнув примерно 30–40 HRC (Rockwell C). Точная твердость может варьироваться в зависимости от конкретных методов обработки и состояния материала.

Какова твердость нержавеющей стали 304?

Твёрдость нержавеющая сталь 304 Обычно в отожженном состоянии твердость составляет от 70 до 90 HRB (Rockwell B). Подобно нержавеющей стали 316, если нержавеющая сталь 304 подвергается холодной обработке или другим процессам, ее твердость может увеличиться, потенциально достигая примерно 30–40 HRC (Rockwell C). Точная твердость может варьироваться в зависимости от конкретных методов и условий обработки.

Какова твердость нержавеющей стали 18-8?

Твердость нержавеющей стали 304, также известной как нержавеющая сталь 18-8 из-за ее состава приблизительно 18% хрома и 8% никеля, обычно составляет от 70 до 90 HRB (Rockwell B) в отожженном состоянии. При холодной обработке твердость может увеличиться примерно до 30-40 HRC (Rockwell C). Удельная твердость может варьироваться в зависимости от методов обработки и состояния материала.

Какова твердость нержавеющей стали 420?

Твёрдость нержавеющая сталь 420 обычно колеблется от 50-60 HRC (Rockwell C) после термообработки. В отожженном состоянии он обычно имеет твердость около 30-40 HRC. Точная твердость может варьироваться в зависимости от конкретных методов обработки и термообработки.

Какая марка нержавеющей стали самая твёрдая?

Самой твердой маркой нержавеющей стали часто считается 440С, мартенситная нержавеющая сталь. Она может достигать твердости около 58-62 HRC (Rockwell C) после соответствующей термической обработки. Другие твердые марки нержавеющей стали включают 420 и АИСИ 630, но 440C обычно славится своей превосходной твердостью и износостойкостью, что делает ее пригодной для изготовления ножей и других режущих инструментов.

Получите качественную нержавеющую сталь!

SteelPRO Group предоставляет вам качественные продукты и услуги. Мы можем производить различные нержавеющая сталь которые соответствуют вашим различным требованиям к твердости. Если вам нужно купить или настроить, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами.