布氏硬度试验
金属洛氏硬度试···
焊接工艺评定
无损探伤
根据不锈钢的组织类型和常见牌号,其洛氏硬度(HR)范围如下:
化学成分
碳(C):碳含量越高,硬度越高(如马氏体不锈钢含碳量较高,硬度显著高于奥氏体)。
合金元素:铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)等影响组织稳定性,如镍能促进奥氏体形成,降低硬度;钼可提高耐磨性和硬度。
热处理工艺
奥氏体不锈钢:通常经固溶处理(加热后快速冷却),硬度较低;冷加工(如拉伸、轧制)可提高硬度(加工硬化)。
马氏体不锈钢:淬火 + 回火后硬度大幅提升(如 440C 淬火后硬度可达 HRC 55 以上)。
沉淀硬化不锈钢:通过时效处理(低温保温)析出强化相,提升硬度。
组织结构
奥氏体组织:面心立方结构,塑性好,硬度低;
马氏体组织:体心立方 / 正方结构,晶格畸变严重,硬度高。
测试原理洛氏硬度通过压头(金刚石圆锥或钢球)在载荷作用下压入材料表面,根据压痕深度计算硬度值。常用标尺:
HRB:适用于软质材料(如退火奥氏体不锈钢),压头为 1/16 英寸钢球,载荷 100kgf;
HRC:适用于硬质材料(如淬火马氏体不锈钢),压头为金刚石圆锥,载荷 150kgf。
注意事项
样品表面需平整、光洁,无氧化皮或损伤,否则影响压痕深度测量;
奥氏体不锈钢可能因加工硬化导致表面硬度不均匀,需多点测试取平均值;
马氏体不锈钢淬火后需充分回火,避免残余应力影响硬度稳定性。
奥氏体不锈钢(如 304、316)
硬度低、易加工,常用于厨具、医疗器械、化工设备等,对硬度要求不高但需耐腐蚀性的场景。
马氏体不锈钢(如 420、440C)
高硬度、耐磨性强,适用于刀具、轴承、阀门等需要抗磨损的部件。
沉淀硬化不锈钢(如 17-4PH)
可通过调节热处理工艺在 “高强度” 和 “高韧性” 之间平衡,用于航空航天、核工业等高端领域。
硬度与强度:一般来说,硬度越高,抗拉强度也越高(如马氏体不锈钢硬度 HRC 50 时,抗拉强度可达 1500MPa 以上);
硬度与耐腐蚀性:奥氏体不锈钢硬度低,但耐腐蚀性优于马氏体(因铬镍含量更高);马氏体不锈钢需通过表面钝化处理提升耐蚀性。