RVS-inkeping
Roestvrij staal wordt voornamelijk gebruikt vanwege de corrosiebestendigheid, maar de duurzaamheid en hardheid maken het een zeer veelzijdig materiaal. De hardheid van roestvrij staal bepaalt veel van de mogelijke toepassingen.
Roestvrij stalen staven
Toepassingen van staal variëren van industriële componenten, auto-onderdelen en bruggenbouw tot consumentenproducten. Soorten roestvast staal worden onder andere gecategoriseerd op basis van hun samenstelling en hardheid.
In dit artikel leest u meer over de hardheid van roestvrij staal en de factoren die de hardheid van roestvrij staal beïnvloeden. De nadruk ligt hierbij op het verbeteren van de hardheid.
Wat is hardheid?
Verzinkboren in een staalmonster
Hardheid is het vermogen van een materiaal om weerstand te bieden aan plaatselijke plastische vervorming, krassen en deuken wanneer het wordt blootgesteld aan een belasting. Voor roestvrij staal is hardheid een mechanische eigenschap die de slijtvastheid, sterkte en bewerkbaarheid van het materiaal beïnvloedt.
De hardheid van het materiaal wordt bepaald met een indrukkingstest en de penetratieweerstand wordt gemeten met een vooraf gedefinieerd instrument. De hardheid kan worden gekwantificeerd met behulp van hardheidsschalen.
De hardheid van roestvrij staal varieert aanzienlijk, afhankelijk van de samenstelling van de legering, de warmtebehandeling en de vormmethoden.
Probeer Prolean nu!
Hoe wordt de hardheid van staal gemeten?
Er bestaan gestandaardiseerde methoden om de hardheid van roestvrij staal te testen. Deze testen meten de weerstand van roestvrij staal tegen een inkeping van een diamant- of bolvormig gereedschap.
Rockwell-hardheidstest
Rockwell hardheidsmeter
De Rockwell-hardheidstest gebruikt een specifieke belasting en gereedschapsvorm. Er zijn twee meetschalen in Rockwell die veel worden gebruikt voor roestvrij staal. De eerste is Rockwell C of HRC, en de tweede is Rockwell B of HRB.
Het verschil tussen HRB en HRC ligt in de hardheid van roestvrij staal. HRB staat voor zachter roestvrij staallegeringskwaliteitenen HRC wordt voornamelijk gebruikt voor hardere soorten roestvrij staal, zoals martensitisch staal.
Bij Rockwell-testen wordt een kleine belasting gebruikt om de indringer vast te zetten en vervolgens een grotere belasting om de indringer in het roestvrij staal te drukken. Met martensitische kwaliteiten zoals 420 als voorbeeld zou een HRC-waarde van 50 of hoger worden bereikt, en roestvrij staal 304 valt in het Rockwell B-bereik van 70-90.
Brinell-hardheidstest
Brinell-hardheidstest
De Brinell-hardheidstest meet de diameter van een inkeping. Het gebruikte gereedschap is een ronde inkepingskogel van gehard staal; moderne testers gebruiken kogels van wolfraamcarbide. De Brinell-hardheidstest is ideaal voor zachtere roestvaste staalsoorten.
De Brinell-schaal gebruikt HB-waarden; austenitisch roestvast staal kan bijvoorbeeld een HB-waarde tussen 150 en 200 HB hebben. Deze schaal is niet ideaal voor harde materialen, maar kan wel worden gebruikt voor zachte materialen en voor een breder scala aan materialen.
Vickers-hardheidstest
Vickers-test
Bij de Vickers-hardheidstest wordt een diamanten indringlichaam in de vorm van een piramide gebruikt om een inkeping te creëren onder gecontroleerde belasting. De Vickers-hardheidstest maakt gebruik van Vickers-eenheden (HV). De Vickers-hardheidstest is geschikt voor zowel zacht als hard roestvast staal.
Het kan worden gebruikt op gehard roestvrij staal en levert nauwkeurige metingen. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt op precipitatiegehard roestvrij staal met een waarde hoger dan 300 HV, wat wijst op een hoge sterkte.
Probeer Prolean nu!
Factoren die de hardheid van roestvrij staal beïnvloeden
De hardheid van roestvrij staal wordt door veel factoren beïnvloed, van de samenstelling tot warmtebehandeling en nabewerkingsmethoden.
Samenstelling:
De chemische samenstelling is de belangrijkste onderscheidende factor die de hardheid van roestvrij staal beïnvloedt. Roestvrij staal bestaat uit ijzer en koolstof, met secundaire legeringselementen zoals chroom, nikkel en molybdeen.
Chroomgehaltes variëren van 10.5% tot 30% en worden voornamelijk toegevoegd vanwege de corrosiewerende eigenschappen. Het vormt een oxidelaag die bescherming biedt aan roestvrij staal.
Nikkel wordt vaak aangetroffen in de kwaliteiten 304 en 316 en wordt gebruikt om de ductiliteit te verbeteren. De belangrijkste factor voor de hardheid van roestvrij staal is de hoeveelheid koolstof in de legering.
Korrelstructuur
Korrelstructuur van metaallegeringen
De microstructuur van roestvrij staal verandert door de legeringselementen en de staalbewerking.
- Austenitisch roestvrij staal: Roestvrij staalsoorten 304 en 316 hebben een face-centered cubic structure (FCC). Ze bieden uitstekende corrosieweerstand maar een lagere hardheid vanwege hun ductiliteit. Deze FCC-roestvaste staalsoorten kunnen niet worden gehard door middel van warmtebehandeling, maar kunnen wel worden gehard door middel van werkverharding.
- Martensitisch roestvrij staal: Kwaliteiten zoals 410 en 420 hebben een body-centered tetragonale structuur. Dit betekent dat je martensitisch roestvast staal kunt harden met warmtebehandelingen zoals harden en ontlaten.
- Neerslaggehard staal: Deze legeringen bereiken een hoge sterkte en hardheid door neerslag verhardingDe methode introduceert neerslagen na warmtebehandeling.
Hittebehandeling
Warmtebehandeling is een proces dat de hardheid van roestvrij staal verandert. Voor martensitisch staal en precipitatiegeharde staalsoorten is dit de aangewezen methode om de hardheid te verbeteren.
Bij warmtebehandeling omvat het afschrikproces het snel afkoelen van roestvrij staal vanaf een hoge temperatuur om de geharde structuur in het rooster te fixeren of te vergrendelen. Het temperen van roestvrij staal vermindert de brosheid met behoud van de hardheid.
Austenitische kwaliteiten zoals 304 en 316, die veel voorkomen in CNC-bewerking van roestvrij staalkunnen niet worden gehard door warmtebehandeling, maar worden versterkt door middel van vervormingsversteviging.
Vormproces
Vormprocessen zijn mechanische processen die het roestvrij staal vormen tot het gewenste onderdeel. Mechanische vervorming kan het staal ook versterken en harden.
Koud werken
Koudbewerkingsprocessen zijn onder andere walsen, trekken of buigen (gebruikelijk bij de productie van roestvrijstalen platen) bij kamertemperatuur. Hierdoor kunnen austenitische roestvaste staalsoorten zoals 304 en 316 worden verhard.
Heet werken
Warmbewerking bij hoge temperaturen kent veel voordelen. Enkele daarvan zijn de vermindering van de hardheid door rekristallisatie en spanningsverlichting in de microstructuur van roestvrij staal.
Smeden
Smeden vormt het roestvast staal onder hoge druk en belasting. Het smeden van martensitische roestvaste staalsoorten en vervolgens een warmtebehandeling kan de hardheid verbeteren, terwijl austenitische roestvaste staalsoorten slechts een matige verharding opleveren.
Soorten roestvrij staal en hun hardheid
Verschillende soorten roestvrij staal variëren in hun hardheid vanwege de vorm, samenstelling, microstructuur en mechanische eigenschappen. eigenschappen van roestvrij staalDe meest voorkomende soorten roestvrij staal vertonen een eenvoudige variatie in chemische samenstelling, maar dit verandert hun hoofdtoepassing.
304 roestvrij staal: eigenschappen en hardheid
304 roestvrij staal uit de 300-serie bevat 18% chroom en 8% nikkel. Het wordt ook wel 18-8 roestvrij staal en staat bekend om zijn uitstekende corrosiebestendigheid en bewerkbaarheid. Het heeft een relatief lage hardheid in vergelijking met andere roestvaste staalsoorten.
De hardheid van roestvrij staal 304 varieert van 70-90 Rockwell B of 150-200 op de Brinellschaal. Het wordt veel gebruikt in chemische apparatuur en apparatuur voor voedselverwerking vanwege de corrosiebestendigheid.
316 roestvrij staal: verbeterde corrosiebestendigheid en hardheid
Eigenschappen van 316L roestvrijstalen onderdelen
Roestvrij staal 316 is een andere austenitische kwaliteit uit de 300-serie die 2 – 3% molybdeen bevat voor corrosiebestendigheid, met name voor maritieme en chloorhoudende omgevingen.
316 varieert van 70 tot 90 op de Rockwell B-schaal. Het wordt voornamelijk gebruikt op boten, in maritieme omgevingen en in medische apparatuur. Het wordt ook wel chirurgisch staal vanwege het gebruik ervan in chirurgische instrumenten.
420 roestvrij staal: toepassingen met hoge hardheid
Martensitisch roestvrij staal 420 heeft een hoger koolstofgehalte, waardoor het door warmtebehandeling een hogere hardheid krijgt. 420 kan een hardheid van 50 tot 55 op de Rockwell C-schaal bereiken.
De hogere hardheid zorgt voor een betere slijtvastheid en toepassingen in chirurgische instrumenten en kleppen. De corrosiebestendigheid is echter veel lager dan die van roestvrij staal 316 en 304.
410 roestvrij staal: balans tussen hardheid en taaiheid
410 roestvrij staal is ook een martensitisch roestvrij staal met een lager koolstofgehalte dan 420 en een gemiddelde hardheid. Het meet 30 tot 40 na warmtebehandeling op de HRC. Het biedt een balans tussen corrosiebestendigheid en geharde eigenschappen.
Verbetering van de hardheid van roestvrij staal
Metaalbewerkers gebruiken verschillende methoden om de hardheid van roestvrij staal te verbeteren.
- Thermische behandeling: Voor martensitische kwaliteiten zoals 410 en 420 kan afschrikken en ontlaten de hardheid aanzienlijk verbeteren om een harde martensitische structuur te vormen, terwijl ontlaten de brosheid vermindert.
- Werkverharding: Door het koudvervormen van austenitische soorten worden de hardheid en treksterkte ervan verhoogd.
- Neerslag: Bij roestvast staal dat door middel van precipitatie is gehard, ontstaan na warmtebehandeling neerslagen die de sterkte en hardheid verbeteren zonder dat dit ten koste gaat van de corrosiebestendigheid.
- Legering: Door het koolstofgehalte van roestvrij staal te verhogen, wordt het direct harder en slijtvaster. Ckoolstofstaal en roestvrij staal hebben drastisch verschillende sterktes. Met molybdeen kan hetzelfde effect worden bereikt.
Conclusie
De hardheid van roestvrij staal is een van de belangrijkste eigenschappen die de toepassing en geschiktheid van roestvrij staal bepalen. Inzicht in de factoren die de hardheid beïnvloeden, zoals de chemische samenstelling, korrelstructuur, warmtebehandeling en vormgeving, kan u helpen bij het kiezen van de juiste roestvrijstaalsoort.
Technieken zoals warmtebehandeling kunnen de hardheid van roestvrij staal verbeteren. U moet echter wel voorzichtig zijn met de microstructuur en de legeringselementen van roestvrij staal, omdat niet alle warmtebehandelingsmethoden op alle soorten roestvrij staal werken.
Bewerking van roestvrij staal bij ProleanTech
ProleanTech Biedt state-of-the-art CNC-bewerkingsdiensten voor roestvrij staal, koolstofstaal en gelegeerd staal. Onze eigen hardingsfaciliteiten kunnen de sterkte van roestvrij staal na bewerking aanpassen voor uw onderdelen.
Ontvang een gratis offerte <p></p>
FAQ
Wat is de hardheid van roestvrij staal 304?
De hardheid van roestvrij staal 304 bedraagt 70 – 90 op de Rockwell B. Dit bereik wordt bepaald door de hardingsmethoden, die variaties in de hardheid kunnen veroorzaken.
Wat is harder, roestvrij staal 304 of 316?
Zowel 304 als 316 hebben een vergelijkbare hardheid van 70 tot 90 HRB. Maar over het algemeen is roestvrij staal 304 harder.
Is roestvrij staal 304 hard of zacht?
Roestvrij staal 304 is een zacht staal met een laag koolstofgehalte en heeft een HRB-waarde van 70 – 90.
Hoe wordt roestvrij staal gehard?
Roestvast staal kan worden gehard door middel van methoden zoals warmtebehandeling, koudverharding of precipitatieharding. De methode hangt grotendeels af van de microstructuur van het roestvast staal.
0 reacties