Вы когда-нибудь задумывались о том, как точно измеряется прочность нержавеющей стали? В этой статье мы исследуем увлекательный мир испытаний на твердость нержавеющей стали. Вы узнаете о различных используемых методах, включая испытания по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу, а также выясните, почему испытания на твердость становятся более популярным методом, чем традиционные испытания на растяжение. Приготовьтесь раскрыть секреты долговечности нержавеющей стали!
(Национальный стандарт, США, Япония)
Продукция из нержавеющей стали может быть классифицирована по форме поставки на нержавеющие листы, полосы, трубы, прутки, проволоку и так далее.
Если классифицировать их по металлографической структуре, то их можно разделить на следующие пять типов: аустенитная нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, аустенитно-ферритная нержавеющая сталь, мартенситная нержавеющая сталь и нержавеющая сталь с осадковой закалкой.
Различные материалы из нержавеющей стали поставляются в различных состояниях термообработки, таких как отжиг, закалка, обработка раствором, закалка или отпуск.
Испытание на твердость заключается в медленном вдавливании твердого индентора в поверхность образца при определенных условиях и последующем измерении глубины или размера вмятины для определения твердости материала.
Это самый простой, быстрый и легко реализуемый метод испытания механических свойств материалов.
Испытания на твердость являются неразрушающими, и существует приблизительная зависимость между значениями твердости и прочности на разрыв.
Из-за неудобства испытаний на растяжение и простоты преобразования твердости в прочность люди все чаще испытывают материал на твердость и реже - на прочность.
Благодаря постоянному прогрессу и инновациям в технологии испытаний на твердость, некоторые материалы, которые в прошлом не могли быть непосредственно испытаны на твердость, такие как трубы из нержавеющей стали, проволока из нержавеющей стали, очень тонкие листы из нержавеющей стали и полосы из нержавеющей стали, теперь могут быть непосредственно испытаны на твердость.
Поэтому существует тенденция к тому, что испытания на твердость постепенно вытесняют испытания на растяжение.
В стандартах на нержавеющую сталь обычно указываются три метода определения твердости - по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу, которые измеряют значения твердости HB, HRB (или HRC) и HV соответственно.
Указывается, что для нержавеющей стали необходимо измерять только одно из трех значений твердости. твёрдость стали тестирование.
В американском металлический материал В стандартах на определение твердости предпочтение отдается испытанию на твердость по Роквеллу, дополняемому испытанием на твердость по Бринеллю, и редко используется испытание на твердость по Виккерсу.
Американцы считают, что тест на твердость по Виккерсу должен использоваться в основном для исследования металлов и испытания тонких, небольших деталей.
И в китайских, и в японских стандартах одновременно используются три теста на твердость. Пользователи могут выбрать один из этих тестов в зависимости от толщины и состояния материала, а также индивидуальных обстоятельств, чтобы испытать материалы из нержавеющей стали.
Японские стандарты на нержавеющую сталь, касающиеся испытаний на растяжение и твердость, полностью совпадают с соответствующими китайскими стандартами как по методологии, так и по численным значениям, что указывает на то, что китайские стандарты были разработаны под влиянием японских.
Твердомер Роквелла является исключительно подходящим прибором для твердость нержавеющей стали тестирование.
Простота и удобство использования делают его эффективным инструментом, не требующим участия профессионального инспектора, и позволяющим напрямую считывать значения твердости, что делает его очень удобным для использования на производстве.
Твердомер Роквелла обычно используется для определения твердости нержавеющей стали, при этом в стандартах обычно указываются только шкалы HRC и HRB.
Для отожженных материалов из нержавеющей стали каждый тип марка нержавеющей стали ожидается, что значение твердости не будет превышать определенного значения HRB, обычно в диапазоне 88-96 HRB.
Для закалка и отпуск мартенситная нержавеющая сталь, значение твердости каждой марки не должно быть меньше определенного значения HRC, обычно в диапазоне 32-46 HRC.
Хотя в стандартах на нержавеющую сталь указаны только шкалы HRB и HRC, поверхностный твердомер Роквелла также может быть эффективно использован для испытания нержавеющей стали.
Принцип его работы идентичен твердомеру Роквелла, но он оказывает меньшее усилие. Значения твердости удобно переводить в HRB, HRC, Бринелль. твердость HB, или твердость по Виккерсу HV.
Таблицы пересчета можно найти на сайте нашей компании, взятые из американского стандарта ASTM или международного стандарта ISO.
Поверхностный твердомер по Роквеллу особенно удобен для испытания тонкостенных труб из нержавеющей стали, тонких листов из нержавеющей стали, тонких полос из нержавеющей стали и тонкой проволоки из нержавеющей стали.
В частности, новейшая разработка нашей компании - портативный поверхностный твердомер по Роквеллу и трубный твердомер по Роквеллу - позволяет быстро и точно проводить испытания на твердость листов и полос из нержавеющей стали толщиной до 0,05 мм и труб из нержавеющей стали толщиной до 4,8 мм, решая проблемы, которые раньше было трудно решить на внутреннем рынке.
Листы из нержавеющей стали, как горячекатаные, так и холоднокатаные, требуют точных испытаний на твердость для обеспечения качества и производительности. Метод испытания и используемая шкала зависят от толщины материала и степени его обработки.
Для листов или полос из нержавеющей стали толщиной более 1,2 мм предпочтительным методом является испытание на твердость по Роквеллу. В этом испытании используется либо шкала HRB (с индентором в виде стального шарика диаметром 1/16 дюйма) для более мягких сортов, либо шкала HRC (с индентором в виде алмазного конуса) для более твердых сортов. Испытание по Роквеллу позволяет быстро получить результаты при минимальной подготовке поверхности, что делает его идеальным для производственных условий.
При работе с более тонкими материалами (от 0,2 мм до 1,2 мм) используется поверхностный твердомер Роквелла. Это специализированное оборудование использует либо шкалу HRT (со стальным шариковым индентором диаметром 1/16 дюйма), либо шкалу HRN (со стальным шариковым индентором диаметром 1/8 дюйма), в зависимости от диапазона твердости материала. Эти шкалы специально разработаны для получения точных показаний на тонких образцах без влияния подстилающей опоры.
Для сверхтонких пластин или полос из нержавеющей стали толщиной менее 0,2 мм шкала HR30TM используется с поверхностным твердомером Роквелла, оснащенным алмазным индентором. Этот метод обеспечивает точные измерения на очень тонких материалах благодаря меньшему усилию испытания и использованию более чувствительного индентора, что позволяет избежать влияния подстилающей опоры на результаты.
В качестве альтернативы для отожженных листов и полос из нержавеющей стали толщиной от 0,3 мм до 13 мм можно использовать метод определения твердости по Виккерсу. В этом методе используется алмазный пирамидальный индентор, который обеспечивает превосходное разрешение в широком диапазоне значений твердости. Испытание по Виккерсу особенно выгодно для отожженных материалов благодаря его способности точно измерять более мягкие структуры без чрезмерного вдавливания.
Твердомер Виккерса отличается быстротой и простотой работы, что делает его очень подходящим для эффективного контроля качества на производстве, особенно для отожженных материалов из нержавеющей стали. Его универсальность позволяет проводить испытания как на макро-, так и на микротвердость в зависимости от приложенной нагрузки, обеспечивая всестороннюю характеристику материала.
Для получения надежных результатов важно придерживаться соответствующих стандартов, таких как ASTM E18 для испытаний по Роквеллу и ASTM E92 для испытаний по Виккерсу, учитывая такие факторы, как требования к минимальной толщине, подготовка поверхности и правильная калибровка испытательного оборудования.
Испытание на твердость - важнейшая мера контроля качества труб из нержавеющей стали, как сварных, так и холоднотянутых. Методика испытаний варьируется в зависимости от размеров трубы и условий обработки для обеспечения точности результатов.
Для труб с внутренним диаметром более 30 мм и толщиной стенки более 1,2 мм применяется стандартное испытание на твердость по Роквеллу. Этот метод использует либо шкалу HRB (для более мягких нержавеющих сталей), либо шкалу HRC (для более твердых марок), обеспечивая комплексную оценку стойкости материала к вдавливанию.
При работе с тонкостенными трубами (толщина стенки <1,2 мм), внутренний диаметр которых при этом превышает 30 мм, предпочтительным методом является поверхностное испытание на твердость по Роквеллу. Этот метод, использующий шкалы HRT или HRN, специально разработан для тонких материалов и обеспечивает точные измерения без ущерба для структурной целостности трубы.
Для труб меньшего диаметра (4,8 мм < ID < 30 мм) используется специализированный твердомер Роквелла для труб. Это оборудование, обычно использующее шкалу HR15T, разработано с учетом изогнутых поверхностей труб меньшего диаметра, что обеспечивает точность показаний, несмотря на сложную геометрию.
В случаях, когда внутренний диаметр трубы превышает 26 мм, становится возможным проведение испытаний на твердость внутренней стенки. Для этого можно использовать стандартные или поверхностные тестеры Роквелла, в зависимости от толщины стенки. Эта возможность особенно ценна для оценки равномерности твердости по сечению трубы, что может свидетельствовать об эффективности термообработки или возможных микроструктурных изменениях.
Отожженные трубы из нержавеющей стали представляют собой уникальный случай. Для труб с внутренним диаметром более 6,0 мм и толщиной стенки менее 13 мм эффективным решением является твердомер W-B75 Webster. Этот портативный прибор обеспечивает быстрое неразрушающее тестирование, что делает его идеальным для проверки качества на месте или в условиях крупносерийного производства. Особенно ценна способность твердомера Вебстера быстро проверять отожженные трубы, поскольку он может выявить любые несоответствия в процессе отжига, которые могут повлиять на формуемость или коррозионную стойкость трубы.
Важно отметить, что хотя эти методы испытаний предоставляют ценные данные, они должны быть дополнены другими мерами контроля качества, такими как микроструктурный анализ, коррозионные испытания и оценка механических свойств, чтобы обеспечить всестороннюю характеристику труб из нержавеющей стали для их предполагаемого применения.
Для прутков из нержавеющей стали диаметром до 50 мм предпочтительным методом определения поверхностной твердости является испытание на твердость по Роквеллу. Шкала Роквелла B (HRB) обычно используется для аустенитных и ферритных нержавеющих сталей, в то время как шкала Роквелла C (HRC) больше подходит для мартенситных марок или аустенитных нержавеющих сталей, подвергнутых сильной холодной обработке.
Процедура испытания включает в себя приложение незначительной нагрузки, затем большой нагрузки, а затем измерение глубины вмятины. Для HRB используется стальной шариковый индентор диаметром 1/16 дюйма с основной нагрузкой 100 кгс. Для HRC используется алмазный конусный индентор с основной нагрузкой 150 кгс. Полученное значение твердости автоматически рассчитывается и отображается на дисплее современных тестеров Роквелла.
Очень важно, чтобы поверхность стержня была правильно подготовлена - чистая, гладкая, без оксидных слоев и обезуглероживания. Для получения точных результатов необходимо провести несколько измерений в разных точках по длине и окружности стержня и получить среднее значение. Стандарт ASTM E18 содержит подробные рекомендации по проведению испытаний металлических материалов на твердость по Роквеллу, включая особые требования к стержням из нержавеющей стали.
Для стержней диаметром более 50 мм могут потребоваться альтернативные методы, такие как портативные твердомеры или секционирование для стандартных стендовых испытаний. В случаях, когда требуется неразрушающий контроль для стержней большего диаметра, ультразвуковой контроль твердости может рассматриваться как приемлемый вариант.
Для проволоки из нержавеющей стали диаметром более 2,0 мм обычно используется поверхностный твердомер по Роквеллу для измерения твердости HRT (Rockwell 30T) или HRN (Rockwell 30N). Этот метод неразрушающего контроля особенно подходит для тонких материалов и позволяет получить быстрые и точные результаты без значительной подготовки поверхности.
Для шкалы HRT используется стальной шариковый индентор диаметром 1/16 дюйма с нагрузкой 30 кг, а для шкалы HRN - стальной шариковый индентор диаметром 1/8 дюйма с той же нагрузкой. Выбор между HRT и HRN зависит от предполагаемого диапазона твердости проволоки и состояния поверхности. HRT обычно предпочтительнее для немного более мягких материалов, в то время как HRN лучше подходит для более твердых сортов нержавеющей стали.
Для проводов диаметром от 2,0 мм до 6,0 мм необходимо провести несколько измерений в разных точках по окружности провода, чтобы обеспечить репрезентативные результаты. При диаметре более 6,0 мм влияние кривизны поверхности становится незначительным, что позволяет проводить более простые испытания.
Важно отметить, что для проволоки диаметром менее 2,0 мм для получения точных и надежных измерений твердости могут быть более подходящими альтернативные методы определения микротвердости, такие как Виккерс или Кнуп.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO