Различия в твердости HB, HR и HV нержавеющей стали

Введение в твёрдость: Твёрдость характеризует способность материала противостоять проникновению твёрдых предметов в его поверхность. Это один из важных показателей эффективности металлических материалов. Как правило, чем выше твёрдость, тем выше износостойкость. К наиболее распространённым показателям твёрдости относятся твёрдость по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу.

Твёрдость по Бринеллю (HB): определённая нагрузка (обычно 3000 кг) вдавливает закалённый стальной шарик определённого размера (обычно диаметром 10 мм) в поверхность материала в течение определённого времени. После снятия нагрузки отношение нагрузки к площади отпечатка представляет собой значение твёрдости по Бринеллю (HB), измеряемое в кгс/мм² (Н/мм²).

Твёрдость по Роквеллу (HR): если HB > 450 или образец слишком мал, определение твёрдости по Бринеллю невозможно, и вместо него применяется измерение твёрдости по Роквеллу. Для этого используется алмазный конус с углом при вершине 120° или стальной шарик диаметром 1,59 мм или 3,18 мм, вдавливаемые в поверхность материала под определённой нагрузкой. Твёрдость материала определяется глубиной отпечатка.

В зависимости от твердости испытуемого материала используют три различные шкалы:

HRA: измеряется с использованием нагрузки 60 кг и алмазного конусного индентора, используемого для чрезвычайно твердых материалов (например, твердого сплава).

HRB: измеряется с использованием груза массой 100 кг и закаленного стального шарика диаметром 1,58 мм, используемого для материалов с меньшей твердостью (таких как отожженная сталь, чугун и т. д.).

HRC: измеряется с использованием нагрузки 150 кг и алмазного конусного индентора, используемого для материалов с высокой твердостью (например, закаленной стали).

Твёрдость по Виккерсу (HV): Для вдавливания в поверхность материала используется нагрузка до 120 кг и алмазный индентор в форме квадратной пирамиды с углом при вершине 136°. Значение твёрдости по Виккерсу (HV) определяется путём деления площади поверхности углубления на величину нагрузки, измеряемой в кгс/мм².

Коррозионная среда нержавеющей стали подвержена влиянию множества переменных факторов, таких как тип и концентрация химических веществ, атмосферные условия, температура и время. Поэтому выбор и использование материалов без точного понимания природы среды затруднены. Ниже представлен краткий обзор нескольких распространённых видов нержавеющей стали:

304 : широко используемый материал. Он устойчив к общей ржавчине в строительстве и эрозии, вызываемой пищевыми продуктами (хотя коррозия может возникать при высоких температурах, в присутствии концентрированных кислот и хлоридов). Он стоек к воздействию органических соединений, красителей и широкого спектра неорганических соединений. Тип 304L (низкоуглеродистый) обладает хорошей стойкостью к азотной кислоте и выдерживает умеренные температуры и концентрацию серной кислоты. Он широко используется в резервуарах для хранения сжиженного газа, низкотемпературном оборудовании (304N), бытовой технике и других потребительских товарах, таких как кухонное оборудование, медицинские приборы, транспортные средства и очистные сооружения.

316 : Содержит немного больше никеля, чем тип 304, и 2–3% молибдена, что обеспечивает лучшую коррозионную стойкость, чем тип 304, особенно в хлоридных средах, склонных к точечной коррозии. Тип 316 был разработан для использования в сульфитно-целлюлозных машинах благодаря своей стойкости к серным соединениям. Его применение расширилось и теперь позволяет работать со многими химикатами в перерабатывающей промышленности.

317 : Содержит 3–4 % молибдена (наивысший уровень в этой серии) и больше хрома, чем тип 316, что обеспечивает более высокую стойкость к точечной и щелевой коррозии.

430 : Имеет меньшее содержание легирующих элементов, чем тип 304, и используется для создания полированных декоративных поверхностей в мягких атмосферах. Также может использоваться в оборудовании для производства азотной кислоты и пищевой промышленности.

410 : Имеет наименьшее содержание легирующих элементов среди трёх марок нержавеющей стали общего назначения. Выбирается для высокопрочных деталей, требующих сочетания прочности и коррозионной стойкости, например, для крепёжных изделий. Тип 410 устойчив к коррозии в умеренных средах, водяном паре и многих умеренных химических веществах.

2205 : превосходит типы 304 и 316 благодаря высокой стойкости к хлоридному коррозионному растрескиванию и примерно вдвое большей прочности.