里氏硬度测试方法及其在奥氏体不锈钢中的应用与强度换算关系研究

里氏硬度测试方法及其在奥氏体不锈钢中的应用与强度换算关系研究

Richter硬度是一种新的动态硬度测试方法。它具有高测试精度，小型设备尺寸，易于操作，易于携带和宽度测量范围的特征。它通常用于现场大型组件的硬度测量中。先前的研究表明，Richter硬度与其他机械性能（例如硬度和强度）之间存在一定的规则，并获得了各种材料的硬度和强度转化关系。同时，在国家标准中也有硬度和力量转换表，例如GB/ T 1172 -1999，GB/ T 17394 -1998。但是，由于材料的不同类型和不同的硬度测量原则，许多研究报告并不统一地涉及不同材料的转换关系，并且在实际使用它们时选择适用的关系非常重要。

奥氏体不锈钢由于其良好的耐腐蚀性而广泛用于核电厂。目前，关于奥氏体不锈钢的硬度和强度之间的转换关系的研究仍然很少，而且这种转换表在国家标准提供的转换表中也缺乏。因此，测试了多个国家核电站的无能型不锈钢的丰富硬度，维克斯的硬度和强度，并在此基础上研究了这种类型材料的Richter硬度，Vickers硬度和强度之间的conversion依关系。

1。样品制备和测试方法

测试材料：用于核电站的奥斯丁质不锈钢包括目前在我国使用的304 n g核级不锈钢，来自日本的304L和316L不锈钢以及印度的316升超低碳氮控制的不锈钢。化学成分如表1所示。此外，为了模拟核电站服务条件下的工作硬化和辐射敏化对材料机械性能的影响，一些不锈钢样品的敏感性（通过钢数加上S表示）（在它们中表达了S.中，304 s的敏化过程是650 s×100 h空气冷却 + 550 hir-fir + 550 x×200 h sile + 550×200 h×200 h;为700×30小时的空气冷却 + 620×400 h空调）或处理变形处理（WR代表温暖的滚动，CW代表冷滚动）。 304L WR750级表明，拉伸强度在200-250℃时达到750 MPa，304L CW900的拉伸强度以900 MPa的室温和拉伸强度冷滚动，304L CW1000的拉伸强度可冷 - 室温和室温，室温和1 000 mpa的室温和张力率为30 MPA，并驾驶30 MPA，并驾驶着30 MPA，并驾驶着Tensile 7-000 MPA，Tensile wr wr wr and tensile wr wr and tensile the and tensile wr wr wr and。拉伸强度为750 MPa。工厂的溶液退火过程以100℃和水冷加热。

表1奥氏体不锈钢的化学成分（质量分数）进行测试

日本核能使用MYB型拉伸测试仪，样品量是一个短尺寸的拉伸样品，仪表长度为20 mm。在测试之前，仪表部分被打磨至第四砂纸。最后一份砂纸的研磨方向是轴向的，以避免影响测试结果的圆周划痕。使用了W360L Richter硬度计，并使用适用于大多数情况下的D型冲击装置，基于GB/T17394-1998检测到Richter硬度（HL）；使用了Zwick/Roell凹痕硬度计，并根据GB/T4340.1-1999检测到Vickers Hartnese（HV），负载为98 n，保持时间为10 s。 Richter Hartness和Vickers硬度样品被锯机剪切的样本符合国家标准的要求。 150＃和500＃水砂纸研磨，机械抛光，电化学抛光和其他处理过程后，测试了表面状态下的硬度值，例如500＃水砂纸研磨，机械抛光，电化学抛光。每个样品测试了在不同表面状态下的9点的Richter硬度，而Vickers硬度为5分，并且平均值被计算为在该表面状态下的Richter硬度和Vickers硬度，并将点间距采取以满足相应的国家标准。

由于奥氏体不锈钢的拉伸曲线中没有明显的屈服平台，因此该材料的屈服强度的特征是指定的非优体拉伸强度RP0.2。

2。实验结果和讨论

2。1。里希特硬度与维克斯硬度之间的转换关系

表2括号前的数据是电化学抛光后的硬度值，括号中的数据是500＃水砂纸抛光和机械抛光后的硬度值。从表2可以看出，Richter硬度（HL）和Vickers硬度（HV）和强度（RP0.2，RM）的变化有一定的模式。当Richter硬度值增加时，相应的Vickers硬度值和强度同时增加。

表2奥氏体不锈钢用于测试的硬度和强度值

在不同的表面处理状态下，由不同材料获得的Richter硬度与相应的Vickers硬度拟合在一起，Richter和Vickers硬度转换表中的碳钢，低合金钢和GB/T17394-1998中的钢钢被吸引到一条曲线中，并将两者的曲线放在同一图上，以进行比较。可以看出，奥氏体不锈钢的测试数据和拟合曲线位于碳钢，低合金钢和铸钢的曲线上方。也就是说，在相同的丰富性下，奥氏体不锈钢的Vickers硬度更高。

GB/ T 17394-1998中碳钢，低合金钢和铸钢的浓度大约是线性或功能功能，具有相应的Vickers硬度转换表数据。如果拟合了功率函数形式：HV = A 3（HL）B，找到A = 0.000 02，B =2。61，并且根据数学统计方法将变量之间的相关系数r回归，以获得r = 0.996；如果使用线性拟合，则关系为HV = A 3 hl + B，找到A =1。42，B =-457。60，r = 01968。通常，当r>0。75时，据信拟合结果具有一定的模式。 r值越接近1，拟合度越高。比较碳钢，低合金钢和铸钢和功率功能拟合的线性拟合的R值，可以看出，功率函数关系拟合比线性拟合更好，也就是说，Richters的硬度和Vickers Hartness更接近功能功能关系，并且功率函数关系可以通过起源，因此似乎比线性性拟合更合理。

图1 Richter硬度与Vickers硬度之间的拟合曲线

当在实验中获得的奥氏体不锈钢的Richter硬度和Vickers硬度拟合到功率函数形式中HV = A 3（HL）B，A = 0.001 5，B = 1.95，相关系数R = 0.955；如果使用线性拟合HV = A 3 HL + B，则A = 0.96，B = -200.78，相关系数r = 0.980。由于在实验中获得的奥氏体不锈钢的硬度主要分布在曲线的两端，并且缺少中间值，并且样品（数据点）的数量不够，因此回归关系的相关系数r降低了，但仍然远大于0.75。在这里，功能函数拟合和线性拟合具有其优点和缺点。功能拟合的曲线通过原点传递，但是相关系数略低，而线性拟合的相关系数略高，但没有通过原点。

2。2里希特硬度与力量之间的转换关系

从图2可以看出，奥氏体不锈钢的Richter硬度和强度的数据点在一定程度上与线性关系一致。因此，分别拟合了电化学抛光后获得的Richter硬度和强度的线性拟合，分别获得了Richter Harts HL与屈服强度RP0.2和拉伸强度RM之间的回归关系。 Richter硬度和屈服强度之间的关系是RP0。 2 = a 3 hl + b，a =3。38，b =-941。16，相关系数r =0。981; Richter硬度和拉伸强度之间的关系为RM = A 3 hl + B，A =2。06，B = 116101，相关系数r =0。938。与线性拟合关系RM =2。0833 HL -2。97在碳钢和低纤维钢研究中获得（Q215a，q215a，q215a，q215a，q215a，q215a，q215a） Q235C，16MN，15MNV）以及船板钢，管道钢，军事钢和其他材料，两条直线的斜率很近，但截距却不同。

由于该实验中获得的奥氏体不锈钢的浓度分布在拟合的直线的两端，并且中间值很小，因此它在曲线上的一定分散体中表现出来，但这不会影响整体法律，也就是说，富裕的硬度与屈服强度和累积强度是线性相关的。

图2 Richter硬度和测试钢强度的拟合曲线

2。3。维克斯硬度与力量之间的转换关系

根据里士满硬度和力量之间的拟合方法，在该测试中拟合了奥氏体不锈钢的Vickers硬度和强度。结果如图3所示。Vickers硬度的转换数据以及GB/T 1172-1999中不锈钢（材料类型和钢数未知）的唯一拉伸强度也包括在图中作为参考。从图3可以看出，GB/T 1172-1999中的数据符合线性关系，并执行线性拟合以获得RM = A 3 HV + B，其中A = 3.30，B = -9.52，相关系数r = 0.998。在该测试中，奥氏体不锈钢的Vickers硬度和相应的拉伸强度数据也大致符合线性关系分布。进行线性拟合以获得Vickers硬度和拉伸强度之间的关系，为RM = A 3 HV + B，A = 2.10，B = 252.46，相关系数r = 0.956; Vickers硬度和屈服强度之间的关系是：RP0。 2 = A 3 HV + B，其中a =3。40，b =-212。90，相关系数r = 0.988。

图3 Vickers硬度和强度不同材料的拟合曲线

将Vickers硬度和拉伸强度数据转换在GB/T 1172-1999中的回归关系与该测试数据的回归关系的回归关系，发现前者的斜率（a = 3.30）大于后者的斜率（a = 2.10）。在国家标准中，硬度转换范围的下限为226 HV，而该测试中最低的硬度值为129 HV。还应注意的是，硬度和力量是两个具有不同特性的物理量，并且不一定是两者之间必然的一一对应关系，但是通过研究获得的经验转换关系可以为工程应用做出重要贡献。

3。结论

3.1可丽氏不​​锈钢的丰富硬度和维克硬度的拟合结果可以表示为功能函数关系或线性关系。功率函数公式为HV =0。0015 3 Hl-1。95，相关系数r =0。955;线性关系公式为HV =0。963 HL -200。78，相关系数r =0。980。

3.2奥氏体不锈钢的Richter硬度，屈服强度和拉伸强度与线性关系一致。回归关系为RP0。 2 = 3。 38 3 HL -941。16，相关系数r =0。981; RM = 2106 3 HL +116。01，相关系数r =0。938。

3.3奥氏体不锈钢的Vickers硬度，屈服强度和拉伸强度与线性关系一致。回归关系为RP0。 2 = 3。 40 3 HV -212。90，相关系数r =0。988; RM = 2110 3 HV +252。46，相关系数r =0。956。