不锈钢硬度的检测方法
不锈钢产品按交货形状分类可分为不锈钢板、不锈钢带、不锈钢管、不锈钢棒、不锈钢丝等。如果按照金相组织分类则可分为以下五种类型：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体－铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。各种不锈钢材料都是以退火、调质、固溶、淬火或回火等各种不同的热处理状态供货的。 1 不锈钢的力学性能
不锈钢材料的力学性能十分重要，它关系到以不锈钢为原料而进行的变形、冲压、切削等加工的性能和质量。因此，几乎所有的不锈钢材料都要求进行力学性能测试。力学性能测试方法主要分两类，一类是拉伸试验，一类是硬度试验。 拉伸试验是将不锈钢材料制成试样，在拉伸试验机上将试样拉至断裂，然后测定一项或几项力学性能，通常仅测定抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率。拉伸试验是金属材料最基本的力学性能试验方法，几乎所有的金属材料，只要对力学性能有要求，都规定了拉伸试验。特别是那些形状不便于进行硬度试验的材料，拉伸试验成为唯一的力学性能检测手段。
硬度试验是将一个硬质压头按规定条件缓慢压入试样表面、然后测试压痕深度或尺寸，以此确定材料硬度的大小。硬度试验是材料力学性能试验中最简单、最迅速、最易于实施的方法。硬度试验是非破坏性的，材料硬度值与抗拉强度值之间有近似的换算关系。材料的硬度值可以换算成抗拉强度值，这一点具有很大的实用意义。
由于拉伸试验不便于测试，并且由硬度换算到强度很方便，因此人们越来越多地只测试材料硬度而较少测试其强度。特别是由于硬度计制造技术的不断进步和推陈出新，一些原来无法直接测试硬度的材料，如不锈钢管材、不锈钢线材、极薄的不锈钢材板和不锈钢带材等，现在都已经可以直接测试硬度了。所以，存在一个硬度试验逐渐代替拉伸试验的趋势。
在不锈钢材料的国家标准中大多数都同时规定了拉伸试验和硬度试验。小部分不便于进行硬度试验的材料，例如不锈钢管材和线材只规定了拉伸试验。在不锈钢标准中，一般都规定了布、洛、维三种硬度试验方法，测定HB、HRB（或HRC）和HV硬度值，规定三种硬度值只测其一即可。
奥氏体不锈钢和奥氏体—铁素体不锈钢通常都以固溶状态供货，铁素体不锈钢通常以退火状态供货，标准中规定了这些材料硬度的上限值。马氏体不锈钢一部分以退火状态供货，标准中规定了硬度的上限值，另一部分马氏体不锈钢以淬火及回火状态供货，标准中规定了硬度的下限值。沉淀硬化型不锈钢当以固溶状态供货时，标准中规定了硬度的上限值，以时效状态供货时，标准中规定了硬度的下限值。总之，各种牌号不锈钢材料的硬度被规定为不高于某个硬度值或不低于某个硬度值。
中国标准GB/T 4239《不锈钢和耐热钢冷轧钢带》规定了不锈钢冷轧带材的力学性能，如表一~表六所示。标准中规定：硬度检验要根据带材的尺寸和状态选择其中一种方法。 表一 固溶处理的奥氏体不锈钢带的力学性能要求 拉伸试验 牌号 中国牌号 1Cr17Mn6Ni5N 1Cr18Mn8Ni5N 2Cr13Mn9Ni4 1Cr17Ni7 1Cr17Ni8 1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Si3 0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 硬度试验 δ5 % HRB 不大于 40 40 40 40 45 40 40 40 40 100 95 - 90 90 90 95 90 90 253 218 - 200 200 200 218 200 200 HV σ0.2 MPa 美国牌号 201 202 301 σb MPa 不小于 245 245 - 205 205 205 205 205 175 635 590 590 520 570 520 520 520 480 302 302B 304 304L 0Cr19Ni9N 0Cr19Ni10NbN 00Cr18Ni10N 1Cr18Ni12 0Cr23Ni13 0Cr25Ni20 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 0Cr17Ni12Mo2N 00Cr17Ni13Mo2N 0Cr18Ni12Mo2Cu2 00Cr18Ni14Mo2Cu2 0Cr19Ni13Mo3 00Cr19Ni13Mo3 0Cr18Ni16Mo5 0Cr18Ni10Ti 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni11Nb 0Cr18Ni13Si4 304N XM21 304LN 305 309S 310S 316 316L 316N 317 317L 275 345 245 175 206 205 205 175 275 245 205 175 205 175 175 205 205 205 205 550 685 550 480 520 520 520 480 550 550 520 480 520 480 480 540 540 520 520 35 35 40 40 40 40 40 40 35 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 95 100 95 90 90 90 90 90 95 95 90 90 90 90 90 90 90 90 95 220 260 220 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 218 321 347 XM15 表二 固溶处理奥氏体——铁素体型不锈钢带的力学性能要求 拉伸试验 牌号 中国牌号 0Cr26Ni5Mo2 00Cr24Ni6Mo3N 美国牌号 390 450 σ0.2 MPa σb MPa 不小于 590 620 18 18 29 32 δ5 % 硬度试验 HRC 不大于 292 320 HV 表三 退火处理的铁素体型不锈钢带的力学性能要求 拉伸试验 牌号 中国牌号 0Cr13A1 00Cr12 1Cr15 1Cr17 00Cr17 1Cr17Mo 00Cr17Mo 00Cr18Mo2 00Cr30Mo2
硬度试验 δ5 % HRB 不大于 20 22 22 22 22 22 20 20 22 88 88 88 88 88 88 96 96 95 200 200 200 200 200 200 230 230 220 HV 弯曲试验 σ0.2 MPa σb MPa 不小于 180° 美国牌号 405 429 430 434 175 195 205 205 175 205 245 245 295 410 365 450 450 365 450 410 410 450 d=a d=2a d=2a d=2a d=2a d=2a d=2a d=2a d=2a 00Cr27Mo 245 410 22 90 200 d=2a 注：d—弯心直径；a—钢带厚度。
表四 退火处理的马氏体不锈钢带的力学性能要求 拉伸试验 牌号 中国牌号 美国牌号 1Cr12 0Cr13 1Cr13 2Cr13 3Cr13 3Cr16 7Cr17 403 410S 410 420 205 205 205 225 225 225 245 σ0.2 MPa σb MPa 不小于 440 410 440 520 540 520 590 20 20 20 18 18 18 15 93 88 93 97 99 100 HRC≤25 δ5 % 硬度试验 HRB 不大于 210 210 200 234 247 253 269 d=2a d=2a d=2a - - - - HV 弯曲试验 180° 注： d—弯心直径；a—钢带厚度。
表五 淬火回火处理的马氏体不锈钢带的力学性能要求 牌号 3Cr13 7Cr17 420（美国牌号） 440（美国牌号） HRC ≥40 ≥40 表六 固溶处理的沉淀硬化不锈钢板带的力学性能要求 热处理 种类 固溶 拉伸试验 σ0.2 MPa ≤380 σb MPa ≤1030 δ5 % ≥20 a≤3.0mm 565℃时效 0Cr17Ni7A1 631 510℃时效 ≥1030 ≥1225 ≥960 ≥1140 ≥3 a>3.0mm ≥5 a≤3.0mm 不规定 a>3.0mm ≥4 注：a—钢带厚度。
2 不锈钢材料按热处理状态（或硬度）的分级
在全世界的不锈钢产品中７５％是不锈钢板和不锈钢带材，其中冷轧不锈钢板和不锈钢带又占８０％以上。不锈钢板带材料主要用于冲压加工，有一些还被用于制造焊接不锈钢管，这些加工都要求材料具有合适的硬度，只有这样才能保证材料的冲压性能和变形性能。
在中国的不锈钢标准中，不锈钢板和不锈钢带材料基本上没有按硬度（调质度）进行分级，这一点与国外标准是有差距的，使冲压加工在材料的采用上缺乏选择空间。其实通过一定的冷轧变形程度和冷轧后热处理程度的适当配合，可以在广泛的范围内满足用户在材料力学性能方面的要求，冷轧不锈钢板和不锈钢带材料可以根据用户在加工上的要求按硬度分成更多的级别。
硬度试验 HRC - HRB ≤92 HV ≤200 牌号 中国牌号 美国牌号 ≥35 - ≥345 ≥40 - ≥392
美国标准ASTM A666－1966b《退火或冷加工奥氏体不锈钢薄板、钢带、厚板和扁钢》中就将不锈钢板和不锈钢带材按硬度分为退火、1/16硬、1/8硬、1/4硬、1/2硬和全硬等级别，对于每一硬度级别的材料，都分别规定了力学性能方面的要求，如表七所示。 表七 力学性能要求 牌 号 抗拉强度 最小MPa 屈服强度 最小MPa 退 火 201-2 201-2 202 - 205 301 302 304 304L 304N 304LN 316 316L 316N XM-11 XM-14 S201001级 S201002级 S20200 S20400 S20500 S30100 S30200 S30400 S30403 S30451 S30453 S31600 S31603 S31651 S21904 薄板 钢带 厚板 S21460 牌 号 抗拉强度 最小MPa 屈服强度 最小MPa 1/16硬 201 205 301 302 304 304L 304N 304LN 316 316L 316N S20100 PSS FB S20500 S30100 S30200 PSS FB S30400 PSS FB S30403 S30451
伸长率,50mm或2in,最小,% HB 硬度，最大 HRB 655 655 620 655 790 515 515 515 485 550 515 515 485 550 690 620 725 260 310 260 330 450 205 205 205 170 240 205 205 170 240 415 345 380 40 40 40 35 40 40 40 40 40 30 40 40 40 35 40 45 40 217 241 241 241 255 217 201 201 201 217 217 217 217 217 - - - 95 100 - 100 100 95 92 92 92 95 95 95 95 95 - - - 伸长率，50mm或2in，最小，% <0.015in 0.015~0.030in >0.030in 655 515 790 620 585 620 550 620 550 620 620 585 620 310 275 450 310 310 310 310 310 310 310 310 310 310 40 - 40 40 40 - 35 - 40 40 40 35 - 40 - 40 40 40 - 35 - 40 40 40 35 - 40 40 40 40 40 40 35 40 40 40 40 35 40 S30453 S31600 PSS FB S31603 S31651 585 620 310 310 35 35 35 35 35 35 1/8硬 201 205 301 302 304 304L 304N 304LN 316 316L 316N S20100 S20500 S30100 S30200 S30400 S30403 S30451 S30453 S31600 S31603 S31651 390 790 690 690 690 690 690 690 690 690 690 380 450 380 380 380 380 380 380 380 380 380 1/4硬 201 202 - 205 301 302 304 304L 304N 304LN 316 316L 316N XM-11 S20100 S20200 S20400 S20500 S30100 S30200 S30400 S30403 S30451 S30453 S31600 S31603 S31651 S21904 860 860 965 860 860 860 860 860 860 860 860 860 860 895 515 515 960 515 515 515 515 515 515 515 515 515 515 795 1/2硬 201 205 301 302 304 304L 304N S20100 S20500 S30100 S30200 S30400 S30403 S30451 1035 1035 1035 1035 1035 1035 1035 760 760 760 760 760 760 760 1/2硬 304LN
45 40 40 35 35 30 37 33 30 25 32 45 40 40 35 35 30 37 33 30 25 32 45 40 40 35 35 30 37 33 30 25 32 25 12 20 45 25 10 10 8 12 10 10 8 12 15 25 12 20 45 25 10 10 8 12 10 10 8 12 15 25 - 20 45 25 10 12 10 12 12 10 8 12 - 15 15 15 9 6 5 6 18 18 18 10 7 6 6 18 18 18 10 7 6 8 S30453 1035 760 6 7 7