不銹鋼硬度的檢測(cè)方法

1、不銹鋼硬度的檢測(cè)方法不銹鋼產(chǎn)品按交貨形狀分類可分為不銹鋼板、不銹鋼帶、不銹鋼管、不銹鋼棒、不銹鋼絲等。如果按照金相組織分類則可分為以下五種類型：奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼。各種不銹鋼材料都是以退火、調(diào)質(zhì)、固溶、淬火或回火等各種不同的熱處理狀態(tài)供貨的。1 不銹鋼的力學(xué)性能不銹鋼材料的力學(xué)性能十分重要，它關(guān)系到以不銹鋼為原料而進(jìn)行的變形、沖壓、切削等加工的性能和質(zhì)量。因此，幾乎所有的不銹鋼材料都要求進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。力學(xué)性能測(cè)試方法主要分兩類，一類是拉伸試驗(yàn)，一類是硬度試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)是將不銹鋼材料制成試樣，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上將試樣拉至斷裂，然后測(cè)定

2、一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能，通常僅測(cè)定抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率和斷面收縮率。拉伸試驗(yàn)是金屬材料最基本的力學(xué)性能試驗(yàn)方法，幾乎所有的金屬材料，只要對(duì)力學(xué)性能有要求，都規(guī)定了拉伸試驗(yàn)。特別是那些形狀不便于進(jìn)行硬度試驗(yàn)的材料，拉伸試驗(yàn)成為唯一的力學(xué)性能檢測(cè)手段。硬度試驗(yàn)是將一個(gè)硬質(zhì)壓頭按規(guī)定條件緩慢壓入試樣表面、然后測(cè)試壓痕深度或尺寸，以此確定材料硬度的大小。硬度試驗(yàn)是材料力學(xué)性能試驗(yàn)中最簡單、最迅速、最易于實(shí)施的方法。硬度試驗(yàn)是非破壞性的，材料硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間有近似的換算關(guān)系。材料的硬度值可以換算成抗拉強(qiáng)度值，這一點(diǎn)具有很大的實(shí)用意義。由于拉伸試驗(yàn)不便于測(cè)試，并且由硬度換算到強(qiáng)度很方便，因此人

3、們?cè)絹碓蕉嗟刂粶y(cè)試材料硬度而較少測(cè)試其強(qiáng)度。特別是由于硬度計(jì)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和推陳出新，一些原來無法直接測(cè)試硬度的材料，如不銹鋼管材、不銹鋼線材、極薄的不銹鋼材板和不銹鋼帶材等，現(xiàn)在都已經(jīng)可以直接測(cè)試硬度了。所以，存在一個(gè)硬度試驗(yàn)逐漸代替拉伸試驗(yàn)的趨勢(shì)。在不銹鋼材料的國家標(biāo)準(zhǔn)中大多數(shù)都同時(shí)規(guī)定了拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)。小部分不便于進(jìn)行硬度試驗(yàn)的材料，例如不銹鋼管材和線材只規(guī)定了拉伸試驗(yàn)。在不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中，一般都規(guī)定了布、洛、維三種硬度試驗(yàn)方法，測(cè)定 HRHRB（或HR。和 HV 硬度值，規(guī)定三種硬度值只測(cè)其一即可。奧氏體不銹鋼和奧氏體一鐵素體不銹鋼通常都以固溶狀態(tài)供貨，鐵素體不銹鋼通常以退火狀態(tài)供

4、貨，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了這些材料硬度的上限值。馬氏體不銹鋼一部分以退火狀態(tài)供貨，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬度的上限值，另一部分馬氏體不銹鋼以淬火及回火狀態(tài)供貨，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬度的下限值。沉淀硬化型不銹鋼當(dāng)以固溶狀態(tài)供貨時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬度的上限值，以時(shí)效狀態(tài)供貨時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬度的下限值?？傊?，各種牌號(hào)不銹鋼材料的硬度被規(guī)定為不高于某個(gè)硬度值或不低于某個(gè)硬度值。中國標(biāo)準(zhǔn) GB/T4239不銹鋼和耐熱鋼冷軋鋼帶規(guī)定了不銹鋼冷軋帶材的力學(xué)性能，如表一表六所示。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：硬度檢驗(yàn)要根據(jù)帶材的尺寸和狀態(tài)選擇其中一種方法o表一固溶處理的奧氏體不銹鋼帶的力學(xué)性能要求牌號(hào)拉伸試驗(yàn)硬度試驗(yàn)(T0.2MPa(TbMPaS5%H

5、RBHV不小于不大于1Cr17Mn6Ni5N245635401002531Cr18Mn8Ni5N24559040952182Cr13Mn9Ni4一59040一-1Cr17Ni720552040902001Cr17Ni820557045902001Cr18Ni920552040902001Cr18Ni9Si320552040952180Cr18Ni9205520409020000Cr19Ni1017548040902000Cr19Ni9N27555035952200Cr19Ni10NbN3456853510026000Cr18Ni10N24555040952201Cr18Ni1217548040

6、902000Cr23Ni1320652040902000Cr25Ni2020552040902000Cr17Ni12Mo2205520409020000Cr17Ni14Mo217548040902000Cr17Ni12Mo2N275550359520000Cr17Ni13Mo2N24555040952000Cr18Ni12Mo2Cu2205520409020000Cr18Ni14Mo2Cu217548040902000Cr19Ni13Mo3205520409020000Cr19Ni13Mo317548040902000Cr18Ni16Mo517548040902000Cr18Ni10Ti205

7、54040902001Cr18Ni9Ti20554040902000Cr18Ni11Nb20552040902000Cr18Ni13Si42055204095218表二固溶處理奧氏體一一鐵素體型不銹鋼帶的力學(xué)性能要求牌號(hào)拉伸試驗(yàn)硬度試驗(yàn)(T0.2MPabbMPaS5%HRCHV不小于不大于10Cr26Ni5Mo2390590182929200Cr24Ni6Mo3N4506201832320表三退火處理的鐵素體型不銹鋼帶的力學(xué)性能要求牌號(hào)拉伸試驗(yàn)硬度試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)(T0.2MPabbMPaS5%HRBHV180不小于不大于0Cr13A11754102088200d=a00Cr12195365228

8、8200d=2a1Cr152054502288200d=2a1Cr172054502288200d=2a00Cr171753652288200d=2a1Cr17Mo2054502288200d=2a00Cr17Mo2454102096230d=2a00Cr18Mo22454102096230d=2a00Cr30Mo22954502295220d=2a00Cr27Mo2454102290200d=2a注：d 一彎心直徑；a 一鋼帶厚度。表四退火處理的馬氏體不銹鋼帶的力學(xué)性能要求牌號(hào)拉伸試驗(yàn)硬度試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)(T0.2MPa(TbMPaS5%HRBHV180不小于不大于1Cr122054402093

9、11210d=2a0Cr132054102088210d=2a1Cr132054402093200d=2a2Cr132255201897234-3Cr132255401899247-3Cr1622552018100253-7Cr1724559015HRCC25269-注：d 一彎心直徑；a 一鋼帶厚度。表五淬火回火處理的馬氏體不銹鋼帶的力學(xué)性能要求牌號(hào)HRC3Cr13407Cr1740表六固溶處理的沉淀硬化不銹鋼板帶的力學(xué)性能要求牌號(hào)熱處理種類拉伸試驗(yàn)硬度試驗(yàn)(T0.2MPa(TbMPaS5%HRCHRBHV0Cr17Ni7A1固溶38020-929601140a3a3.0mm535-3455

10、10c 時(shí)效10301225a3.0mm440-392注：a 一鋼帶厚度。2 不銹鋼材料按熱處理狀態(tài)（或硬度）的分級(jí)在全世界的不銹鋼產(chǎn)品中 75%是不銹鋼板和不銹鋼帶材，其中冷軋不銹鋼板和不銹鋼帶又占 80%以上。不銹鋼板帶材料主要用于沖壓加工，有一些還被用于制造焊接不銹鋼管，這些加工都要求材料具有合適的硬度，只有這樣才能保證材料的沖壓性能和變形性能。在中國的不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中，不銹鋼板和不銹鋼帶材料基本上沒有按硬度（調(diào)質(zhì)度）進(jìn)行分級(jí)，這一點(diǎn)與國外標(biāo)準(zhǔn)是有差距的，使沖壓加工在材料的采用上缺乏選擇空間。其實(shí)通過一定的冷軋變形程度和冷軋后熱處理程度的適當(dāng)配合，可以在廣泛的范圍內(nèi)滿足用戶在材料力學(xué)性能方面

11、的要求，冷軋不銹鋼板和不銹鋼帶材料可以根據(jù)用戶在加工上的要求按硬度分成更多的級(jí)別。美國標(biāo)準(zhǔn) ASTMA666-1966b 退火或冷加工奧氏體不銹鋼薄板、 鋼帶、 厚板和扁鋼 中就將不銹鋼板和不銹鋼帶材按硬度分為退火、 1/16硬、1/8 硬、1/4 硬、1/2 硬和全硬等級(jí)別，對(duì)于每一硬度級(jí)別的材料，都分別規(guī)定了力學(xué)性能方面的要求，如表七所示。表七力學(xué)性能要求牌號(hào)抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度伸長率，50mm 或硬度，最大11最小 MPa最小 MPa2in,最小,HBHRB退火201-2S201001 級(jí)6552604021795201-2S201002 級(jí)65531040241100202S2020062

12、026040241-S2040065533035241100205S2050079045040255100301S301005152054021795302S302005152054020192304S304005152054020192304LS304034851704020192304NS304515502403021795304LNS304535152054021795316S316005152054021795316LS316034851704021795316NS316515502403521795XM-11S2190469041540-XM-14 薄板62034545-鋼帶7253

13、8040-厚板S21460抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度伸長率,50m 域 2in,最小，牌節(jié)最小 MPa最小 MPa0.030in1/16 硬201S20100655310404040205PSS515275-40301FB790450404040302S20500620310404040304S30100585310404040304LS30200620310-40304NPSS550310353535304LNFB620310-40316S30400550310404040316LPSS620310404040316NFB620310404040S30403585310353535S304516203

14、10-40S30453585310353535S31600620310353535PSSFBS31603S316511/8 硬201S20100390380454545205S20500790450404040301S30100690380404040302S30200690380353535304S30400690380353535304LS30403690380303030304NS30451690380373737304LNS30453690380333333316S31600690380303030316LS31603690380252525316NS31651690380323232

15、1/4 硬201S20100860515252525202S202008605151212-一S20400965960202020205S20500860515454545301S30100860515252525302S30200860515101010304S30400860515101012304LS304038605158810304NS30451860515121212304LNS30453860515101012316S31600860515101010316LS31603860515888316NS31651860515121212XM-11S219048957951515-1/

16、2 硬201S201001035760151818205S205001035760151818301S301001035760151818302S30200103576091010304S304001035760677304LS304031035760566304NS3045110357606681/2 硬304LNS304531035760677316S316001035760677316LS316031035760566316LS3165110357606883/4 硬201S201001205930101212205S205001205930151515301S3010012059301

17、01212302S302001205930566全硬201S201001275965899205S205001275965101010301S301001275965899302S302001275965344在美國標(biāo)準(zhǔn) ASTMA276-1996不銹鋼棒材和型鋼中。對(duì)于不銹鋼棒材也按不同的熱處理狀態(tài)分為若干個(gè)硬度級(jí)別，例如：A（退火） 、H（低溫淬火+回火）、T（高溫淬火+回火）、S（相對(duì)較小的冷加工）、B（相對(duì)較大的冷加工）等，不同狀態(tài)的棒材都規(guī)定了不同的拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)數(shù)值。3 不銹鋼硬度的檢測(cè)方法在美國的金屬材料標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于硬度試驗(yàn)，有一個(gè)突出的特點(diǎn)，就是優(yōu)先采用洛氏硬度試驗(yàn)，輔之以

18、布氏硬度試驗(yàn)，很少采用維氏硬度試驗(yàn)，美國方面認(rèn)為，維氏硬度試驗(yàn)主要應(yīng)該用于金屬研究和薄小零件的測(cè)試。中國和日本的標(biāo)準(zhǔn)都是三種硬度試驗(yàn)同時(shí)采用，用戶可根據(jù)材料的厚度和狀態(tài)以及自身?xiàng)l件選用其中一種來測(cè)試不銹鋼材料。日本不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)方面的規(guī)定與中國相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)表格相同，數(shù)值相近，這里能看到中國標(biāo)準(zhǔn)參照采用日本標(biāo)準(zhǔn)的痕跡。在不銹鋼硬度檢測(cè)方面，洛氏硬度計(jì)是一個(gè)值得優(yōu)先采用的儀器，它設(shè)備簡單，易于操作，無需專業(yè)檢驗(yàn)員，可以直接讀出硬度值，試驗(yàn)效率高，十分適合工廠使用。關(guān)于采用洛氏硬度計(jì)進(jìn)行不銹鋼硬度的檢測(cè)，在不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中一般只規(guī)定了 HRCmHRB 兩個(gè)標(biāo)尺。對(duì)于退火的不銹鋼材料，一般

19、都對(duì)應(yīng)于每一個(gè)牌號(hào)的不銹鋼品種規(guī)定了硬度值應(yīng)不大于某一個(gè) HRB 值，一般在 8896HRB 范圍內(nèi)。而對(duì)于淬火回火的馬氏體不銹鋼，一般都對(duì)應(yīng)于每一個(gè)牌號(hào)的不銹鋼品種，規(guī)定了硬度值不小于某一個(gè) HRC 值，一般在 3246HRC 范圍內(nèi)。在不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了采用洛氏硬度計(jì) HRBHRCg 尺。其實(shí)表面洛氏硬度計(jì)也完全可以應(yīng)用于檢測(cè)不銹鋼。因?yàn)樗脑砼c洛氏硬度計(jì)完全相同，只是試驗(yàn)力較小而已。并且其硬度值可以很方便地?fù)Q算成 HRBHRC 或者布氏硬度 HB維氏硬度 HM 相應(yīng)的換算表在本公司的網(wǎng)站中可以找到，這些換算表來源于美國標(biāo)準(zhǔn) ASTM 或國際標(biāo)準(zhǔn) ISO。對(duì)于薄壁細(xì)不銹鋼管、薄不銹鋼板

20、、薄不銹鋼帶、細(xì)不銹鋼線等，采用表面洛氏硬度計(jì)會(huì)非常方便。特別是本公司最新研制的便攜式表面洛氏硬度計(jì)、管材洛氏硬度計(jì)，可以對(duì)薄至 0.05mm 的不銹鋼板、不銹鋼帶以及細(xì)到？4.8mm 的不銹鋼管進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的硬度檢測(cè)，使得過去在國內(nèi)難以解決的問題迎刃而解。下面分別介紹各種不同形狀不銹鋼的硬度檢測(cè)方法。3.1 不銹鋼板、不銹鋼帶不銹鋼板包括熱軋板和 7 軋板。厚度大于 1.2mm 的不銹鋼板帶的硬度測(cè)試采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試 HRBHRC 硬度。厚度在 0.21.2mm 的不銹鋼板帶采用表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試 HRTHRNW 度。厚度小于 0.2mm 的不銹鋼板帶，采用表面洛氏硬度計(jì)配合金剛石點(diǎn)砧

21、座，測(cè)試 HR30TmM 度。對(duì)于厚度 0.36mm 的退火不銹鋼板、不銹鋼帶，也可以采用 W-B92 型韋氏硬度計(jì)，這種儀器測(cè)試快速，簡便，可以在生產(chǎn)線上對(duì)運(yùn)動(dòng)中的鋼帶進(jìn)行測(cè)試。十分適于對(duì)退火不銹鋼材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)合格檢驗(yàn)。3.2 不銹鋼管不銹鋼管包括接焊不銹鋼管和冷拔不銹鋼管。內(nèi)徑大于？30mm 壁厚大于 1.2mm 勺不銹鋼管，采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRBHRCM 度。內(nèi)徑大于？30mm 壁厚小于 1.2mnH 勺不銹鋼管，采用表面洛氏硬度計(jì)，測(cè)試 HRT 或 HRNM 度。內(nèi)徑小于？30mm 大于？4.8mm 的不銹鋼管，采用管材專用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試 HR15T 硬度。當(dāng)管材內(nèi)徑大于？30m

22、m 寸，還可以用洛氏或表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試管材內(nèi)表面的硬度。對(duì)于內(nèi)徑在？6.0mm 以上，壁厚在 6mm 以下的退火不銹鋼管材，可以采用 WB92 型韋氏硬度計(jì)，它測(cè)試非?？焖佟⒑啽?，適于對(duì)不銹鋼管材做快速無損的合格檢驗(yàn)。3.3 不銹鋼棒對(duì)于直徑小于？180mm 的不銹鋼棒可以采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試 HRBHRCM 度。3.4 不銹鋼絲對(duì)于直徑大于？2.0mm 的不銹鋼絲，可以采用表面洛氏硬度計(jì)測(cè)試 HR 偵 HRNW 度。3.5 關(guān)于曲面材料硬度值的修正對(duì)于不銹鋼管、棒、絲材料，由于試樣曲率半徑不同，測(cè)量的洛氏硬度值會(huì)產(chǎn)生一些偏差，曲率半徑越小，偏差就會(huì)越大。因此國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，要根據(jù)試樣的曲率半徑對(duì)測(cè)量值進(jìn)行修正，凸柱面的試樣要加上一個(gè)數(shù)值，凹柱面的試樣要減去