不(bu)銹鋼最常用(yong)的(de)力學性能試驗(yan)(yan)(yan)有硬(ying)度試驗(yan)(yan)(yan)、靜拉伸(shen)試驗(yan)(yan)(yan)和沖擊試驗(yan)(yan)(yan)。

根(gen)據不(bu)銹鋼(gang)熱處理類型的不(bu)同，經常采用(yong)的有布氏硬(ying)度試驗(yan)、洛氏硬(ying)度試驗(yan)、維氏硬(ying)度試驗(yan)等(deng)。

1. 布氏(shi)硬度試驗

布氏(shi)硬(ying)度試(shi)驗(yan)是對一定(ding)直徑的硬(ying)質合(he)金球（過去也常用鋼球）施加試(shi)驗(yan)力壓(ya)人試(shi)樣(yang)表(biao)面，經規定(ding)的保持時間后，卸除試(shi)驗(yan)力，再測量試(shi)樣(yang)表(biao)面壓(ya)痕的直徑。見圖9-1。

根(gen)據試驗力、壓(ya)球直(zhi)徑(jing)、壓(ya)痕直(zhi)徑(jing)來確定(ding)布氏(shi)硬度值

  在實(shi)際試(shi)驗時(shi)(shi)，根(gen)據試(shi)驗材料種類、試(shi)樣尺寸、硬度(du)范圍等因素，采(cai)用不(bu)同直(zhi)徑(jing)的(de)壓球(qiu)（常用球(qiu)的(de)直(zhi)徑(jing)有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件(jian)的(de)硬度(du)程度(du)，可采(cai)用不(bu)同的(de)F/D比值，可有30、10、5、2.5、1.因此，試(shi)驗力(li)最小為(wei)9.807N,最大為(wei)29420N.加載保持時(shi)(shi)間一般為(wei)10~15s,也有20s或(huo)更長的(de)。

 在實際試(shi)驗時，可根據壓(ya)痕(hen)直(zhi)(zhi)徑直(zhi)(zhi)接查表確定布氏(shi)硬度值。表9-1給出了不同(tong)壓(ya)球直(zhi)(zhi)徑在相應(ying)的載荷下，依據壓(ya)痕(hen)直(zhi)(zhi)徑確定的布氏(shi)硬度值。

 在提交布氏(shi)硬(ying)度試驗(yan)(yan)報(bao)告(gao)時，除(chu)注明硬(ying)度值外，還應(ying)標明采用的球材質(zhi)、球直徑(jing)、試驗(yan)(yan)力(li)及試驗(yan)(yan)力(li)下的保持時間(jian)。

［例1]  285HBW10/3000,表示用直徑10mm的(de)硬(ying)質合金(jin)球，施(shi)加29420N(3000kgf)試(shi)驗力，保持(chi)10~15s條件下測得(de)的(de)布氏硬(ying)度值為285。

［例(li)2]  269HBS5/125/20,表示用直徑5mm的(de)鋼球，施加1226N(125kgf)試驗力，保(bao)持20s條件(jian)下測得的(de)布氏(shi)硬(ying)度值為269。

  進行(xing)布(bu)氏(shi)硬(ying)度試(shi)驗時，試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)應光滑(hua)、平坦，表(biao)面(mian)潔凈，表(biao)面(mian)粗糙度一(yi)般不大于R.1.6μm.試(shi)樣(yang)厚度應大于壓(ya)(ya)痕(hen)深(shen)度的(de)8倍以上。試(shi)驗壓(ya)(ya)痕(hen)中(zhong)心(xin)距(ju)(ju)試(shi)樣(yang)邊(bian)緣的(de)距(ju)(ju)離(li)(li)應大于壓(ya)(ya)痕(hen)直徑2.5倍以上，兩相(xiang)鄰壓(ya)(ya)痕(hen)之間的(de)中(zhong)心(xin)距(ju)(ju)離(li)(li)至少為壓(ya)(ya)痕(hen)直徑的(de)3倍。

 測(ce)量(liang)壓痕(hen)時，應在同(tong)一壓痕(hen)的(de)垂(chui)直(zhi)方向分別測(ce)量(liang)，取(qu)兩個實(shi)測(ce)值的(de)平均(jun)值為壓痕(hen)直(zhi)徑值。

 國家標準GB/T231.1《金屬布氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗第1部分：試(shi)(shi)驗方(fang)法》中，規定了(le)試(shi)(shi)驗設備、試(shi)(shi)樣要求(qiu)、試(shi)(shi)驗方(fang)法及一些注意事項。

 在熱處(chu)理生產(chan)現場，對于大型工件無法用(yong)布(bu)氏(shi)硬度機試驗時，可采用(yong)便攜式或(huo)錘擊式布(bu)氏(shi)硬度計(ji)。這類簡易布(bu)氏(shi)硬度計(ji)的測(ce)量誤差較大。

 布氏硬度(du)試驗適用(yong)于奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)溶(rong)化(hua)、雙相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)溶(rong)化(hua)、馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)退火(huo)和調質以及沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)溶(rong)、時效處(chu)理后的硬度(du)檢測。

2. 洛氏硬度試驗

洛氏硬度試驗是將壓頭先用一個初始試驗力F₀壓入試樣表面，壓入深度為h₁，見圖9-2,再將主試驗力F₁，繼續壓入試樣，增加壓入深度為h₂,經規定的保持時間后，卸去主試驗力F₁,此時，壓頭將回升一段距離h₃,測量此時的殘余壓入深度h₄,根據殘余壓入深度h4和常數N及S計算洛氏硬度

洛氏硬度＝N-h4/S

式中：N為給定(ding)標尺(chi)的(de)硬度(du)數常數；S為給定(ding)標尺(chi)的(de)單位（mm).

洛氏硬度壓頭、初始試驗力F₀、主試驗力F₁、計算常數N和S都依據洛氏硬度標尺的不同而不同。見表9-2。

 洛(luo)氏硬度的實(shi)測值均(jun)可(ke)在洛(luo)氏硬度計表盤或顯(xian)示屏中顯(xian)示。依據不銹鋼的種類及熱處理(li)方式的不同，常用的有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例(li)3]  60HRC,表(biao)示用洛氏(shi)(shi)硬度(du)C標尺測得的洛氏(shi)(shi)硬度(du)為60.

［例4]  60HRB,表示用洛氏硬度B標尺，測得的洛氏硬度為60.

 進行洛氏硬(ying)度(du)試(shi)(shi)驗(yan)時，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面應光滑平坦，表面潔凈(jing)，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面粗糙度(du)不大于(yu)0.8μm.對(dui)于(yu)用金剛石圓錐壓頭進行的試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)或(huo)試(shi)(shi)驗(yan)層的厚度(du)應不小于(yu)殘余壓痕(hen)深度(du)的10倍；對(dui)于(yu)用球壓頭進行的試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)或(huo)試(shi)(shi)驗(yan)層的厚度(du)不小于(yu)殘余壓痕(hen)深度(du)的15倍。兩次壓痕(hen)的間距應大于(yu)3倍壓痕(hen)直(zhi)徑(jing)(jing)，壓痕(hen)距試(shi)(shi)樣(yang)(yang)邊緣(yuan)應大于(yu)2.5倍壓痕(hen)直(zhi)徑(jing)(jing)。

 國家(jia)標準GB/T 230.1《金屬洛氏硬度試驗第1部分：試驗方(fang)法(fa)》中，規(gui)定(ding)了試驗設備、試樣要求、試驗方(fang)法(fa)及一些注意事項。

3. 維氏(shi)硬度試驗(yan)

 維氏硬度(du)(du)試驗是(shi)將頂部兩相對面(mian)具有規定(ding)角(jiao)(jiao)度(du)(du)的(de)正四棱(leng)錐體金(jin)剛石壓(ya)頭用試驗力壓(ya)入試樣表面(mian)，保持(chi)規定(ding)的(de)時(shi)間后，卸(xie)除試驗力，測量試樣表面(mian)壓(ya)痕的(de)對角(jiao)(jiao)線長度(du)(du)來評定(ding)硬度(du)(du)的(de)試驗方(fang)法。維氏硬度(du)(du)試驗原(yuan)理(li)見圖9-3.

 維(wei)氏硬度值是(shi)試驗力除以壓痕(hen)表面(mian)積所得的商(shang)，壓痕(hen)被視為具有正方形(xing)基(ji)面(mian)并與(yu)壓頭角(jiao)度相同(tong)的理(li)想形(xing)狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為試(shi)驗力(li)（N);d為壓痕兩(liang)個對角線長度的算術平均(jun)值（mm).

 在(zai)實際試驗(yan)中(zhong)，根據試驗(yan)力的(de)不同和壓(ya)(ya)痕的(de)深淺，即壓(ya)(ya)痕兩對角(jiao)線算術平均值(zhi)的(de)不同，查(cha)表來(lai)確定(ding)試驗(yan)件的(de)維氏硬度值(zhi)。提交(jiao)報(bao)告時，應將(jiang)所采(cai)用的(de)試驗(yan)力標(biao)志在(zai)硬度符(fu)號的(de)左(zuo)下角(jiao)處。

 例(li)：用試驗力49.03N所測的硬度值為700時(shi)，標示為700HV5（49.03N≈5kgf).

我國標準GB/T 4340.1《金屬維(wei)(wei)氏(shi)硬度(du)(du)(du)試驗第1部分：試驗方法》中，對試驗設備(bei)、試樣、試驗方法等都有明確的規定。維(wei)(wei)氏(shi)硬度(du)(du)(du)主要用(yong)來檢測淬(cui)火鋼和(he)表面硬化(hua)處理(li)件的硬度(du)(du)(du)值。

表9-3是試驗(yan)力為98N測(ce)得的壓(ya)痕對(dui)角線長度(du)對(dui)應的維氏硬(ying)度(du)值，不同試驗(yan)力，應查(cha)對(dui)應試驗(yan)力的表。

 實測(ce)壓(ya)痕對角線超出(chu)表9-3的(de)范圍時，硬度值的(de)評定方法(fa)如下(xia)。

  1. 將實測壓痕(hen)對角線(xian)長度(du)值的小數(shu)點移動一位(wei)，變(bian)成表中含有(you)的數(shu)值。

  2. 按改變后的對角線數值查(cha)表9-3中標示的硬度值。

  3. 將查得的硬度值的小(xiao)數點向對角線小(xiao)數點移動方向相同(tong)方向移兩位，所得值即為實(shi)測壓痕的硬度值。

 例如(ru)，壓痕對角線(xian)實測值為(wei)2.01mm,求其硬度值。

  1. 將(jiang)對(dui)角(jiao)線長度實測值2.01mm的小數點向左(zuo)移(yi)動一位，變成0.201mm.

  2. 查表(biao)9-3,對(dui)角線長度0.201mm的硬度值為(wei)459HV.

  3. 將459HV的小數點向左移動兩位(wei)，為(wei)4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕對(dui)角(jiao)線(xian)為2.01mm時所對(dui)應的(de)硬度(du)值。

  對不銹鋼及其他金屬在不同熱處理(li)條件(jian)、狀態(tai)下的硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)檢測(ce)方法(fa)(fa)中，除(chu)上面提到的布氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗法(fa)(fa)，洛氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗法(fa)(fa)、維氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗法(fa)(fa)外(wai)，還有肖氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗法(fa)(fa)（HS)、里氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗法(fa)(fa)（HL)、顯微硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗法(fa)(fa)等。

 肖氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)與(yu)洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)的換算(suan)見附(fu)表(biao)三，里氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)換算(suan)見附(fu)表(biao)四。硬(ying)(ying)度(du)換算(suan)值來源(yuan)于不同資料，各表(biao)硬(ying)(ying)度(du)值之間可能(neng)略有(you)差別，僅供(gong)參考。材(cai)料硬(ying)(ying)度(du)與(yu)抗(kang)拉強度(du)有(you)一定的關系(xi)，見附(fu)表(biao)五和附(fu)表(biao)六。