不銹鋼最常用的力學(xue)性能試(shi)驗有硬度試(shi)驗、靜拉伸試(shi)驗和沖擊試(shi)驗。

根據不(bu)(bu)銹鋼熱處(chu)理(li)類型的不(bu)(bu)同，經常采(cai)用的有布氏硬(ying)(ying)度(du)試驗、洛氏硬(ying)(ying)度(du)試驗、維(wei)氏硬(ying)(ying)度(du)試驗等。

1. 布氏(shi)硬度試驗(yan)

布氏(shi)硬度試(shi)驗是對一定直徑的硬質合金球(qiu)（過(guo)去也常用(yong)鋼球(qiu)）施加試(shi)驗力壓人(ren)試(shi)樣表面，經規定的保持時間(jian)后，卸除試(shi)驗力，再(zai)測量試(shi)樣表面壓痕的直徑。見(jian)圖9-1。

根據試驗力、壓球直徑、壓痕直徑來(lai)確(que)定(ding)布氏硬度值

  在實際試驗時，根(gen)據試驗材料種類、試樣尺(chi)寸、硬(ying)度范圍等因素，采用(yong)不(bu)同直徑的(de)(de)(de)壓球（常用(yong)球的(de)(de)(de)直徑有(you)10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件的(de)(de)(de)硬(ying)度程度，可(ke)采用(yong)不(bu)同的(de)(de)(de)F/D比值，可(ke)有(you)30、10、5、2.5、1.因此，試驗力最小為(wei)9.807N,最大為(wei)29420N.加載(zai)保持(chi)時間一(yi)般為(wei)10~15s,也有(you)20s或更長的(de)(de)(de)。

 在實際試驗時(shi)，可根據(ju)壓(ya)(ya)(ya)痕直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)直(zhi)接查表確定布(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)。表9-1給出了(le)不同壓(ya)(ya)(ya)球直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)在相(xiang)應的載荷下，依據(ju)壓(ya)(ya)(ya)痕直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)確定的布(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)。

 在提交布氏(shi)硬度試(shi)驗(yan)報告時(shi)，除注明(ming)硬度值外，還應標明(ming)采用的球材(cai)質(zhi)、球直(zhi)徑、試(shi)驗(yan)力(li)及試(shi)驗(yan)力(li)下的保持時(shi)間。

［例(li)1]  285HBW10/3000,表(biao)示用直徑10mm的(de)硬質合金球，施加29420N(3000kgf)試驗力，保持10~15s條件下測得的(de)布(bu)氏硬度值為285。

［例2]  269HBS5/125/20,表(biao)示(shi)用直徑5mm的鋼(gang)球，施(shi)加1226N(125kgf)試驗力，保(bao)持(chi)20s條件下測得(de)的布氏硬度(du)值(zhi)為269。

  進行(xing)布氏硬(ying)度(du)試(shi)驗時，試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)應光(guang)滑、平(ping)坦，表(biao)面(mian)潔凈，表(biao)面(mian)粗糙(cao)度(du)一般不大(da)于(yu)R.1.6μm.試(shi)樣(yang)厚度(du)應大(da)于(yu)壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)深度(du)的8倍(bei)以上。試(shi)驗壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)中(zhong)心距(ju)(ju)試(shi)樣(yang)邊緣的距(ju)(ju)離(li)應大(da)于(yu)壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)直徑2.5倍(bei)以上，兩(liang)相鄰壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)之間的中(zhong)心距(ju)(ju)離(li)至少為壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)直徑的3倍(bei)。

 測量(liang)壓痕(hen)時(shi)，應(ying)在同一(yi)壓痕(hen)的垂直方向分別測量(liang)，取(qu)兩個實測值的平均(jun)值為(wei)壓痕(hen)直徑值。

 國(guo)家標準GB/T231.1《金屬布氏硬度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方法》中，規定了試(shi)驗(yan)設備、試(shi)樣要求、試(shi)驗(yan)方法及(ji)一(yi)些注意事項。

 在熱處理生產現場，對于大型工件無法用(yong)布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)機試(shi)驗時，可采用(yong)便攜式(shi)或(huo)錘擊(ji)式(shi)布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)計(ji)。這類簡(jian)易布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)計(ji)的測量誤差較大。

 布氏硬(ying)度試驗適用于奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)(rong)化(hua)、雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)(rong)化(hua)、馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)退火和調質以及沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)(rong)、時(shi)效處理后(hou)的硬(ying)度檢測(ce)。

2. 洛氏硬度試驗(yan)

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(du)＝N-h4/S

式中(zhong)：N為(wei)給(gei)定標(biao)尺的硬度數常數；S為(wei)給(gei)定標(biao)尺的單位（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(shi)硬度(du)的(de)(de)實(shi)測值(zhi)均可在洛(luo)氏(shi)硬度(du)計表盤或顯(xian)示屏中顯(xian)示。依據不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)種類(lei)及熱(re)處理方式的(de)(de)不(bu)(bu)同，常用的(de)(de)有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例(li)3]  60HRC,表示用洛(luo)氏(shi)硬度(du)(du)C標尺(chi)測得的洛(luo)氏(shi)硬度(du)(du)為(wei)60.

［例(li)4]  60HRB,表示(shi)用洛(luo)氏硬度(du)B標尺，測得的(de)洛(luo)氏硬度(du)為60.

 進行(xing)洛氏硬度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時，試(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面應光滑平(ping)坦，表(biao)面潔凈，試(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面粗糙度(du)(du)(du)不大于(yu)(yu)0.8μm.對于(yu)(yu)用金剛石圓(yuan)錐壓(ya)(ya)(ya)頭(tou)進行(xing)的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)(shi)樣或(huo)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)厚(hou)度(du)(du)(du)應不小于(yu)(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)(ya)痕(hen)深度(du)(du)(du)的(de)10倍；對于(yu)(yu)用球壓(ya)(ya)(ya)頭(tou)進行(xing)的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)(shi)樣或(huo)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)厚(hou)度(du)(du)(du)不小于(yu)(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)(ya)痕(hen)深度(du)(du)(du)的(de)15倍。兩次壓(ya)(ya)(ya)痕(hen)的(de)間距應大于(yu)(yu)3倍壓(ya)(ya)(ya)痕(hen)直徑，壓(ya)(ya)(ya)痕(hen)距試(shi)(shi)(shi)樣邊緣應大于(yu)(yu)2.5倍壓(ya)(ya)(ya)痕(hen)直徑。

 國家標(biao)準(zhun)GB/T 230.1《金屬洛氏硬度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方法》中，規定了試(shi)驗(yan)(yan)(yan)設備、試(shi)樣要求、試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方法及一(yi)些注意事項(xiang)。

3. 維(wei)氏硬度試驗

 維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)試驗是將頂部兩相對面(mian)(mian)(mian)具有(you)規定角(jiao)(jiao)度(du)的(de)(de)正(zheng)四棱錐體金剛石壓(ya)(ya)頭用試驗力壓(ya)(ya)入試樣表面(mian)(mian)(mian)，保持規定的(de)(de)時(shi)間后，卸(xie)除試驗力，測量試樣表面(mian)(mian)(mian)壓(ya)(ya)痕的(de)(de)對角(jiao)(jiao)線(xian)長度(du)來評定硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)試驗方法(fa)。維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)試驗原理見圖9-3.

 維氏硬度值是試驗力(li)除以壓痕表(biao)面(mian)積所得(de)的商(shang)，壓痕被(bei)視為具有正方(fang)形基(ji)面(mian)并與壓頭角度相同的理想形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中(zhong)：F為試驗力(li)（N);d為壓痕兩個對角線(xian)長度的(de)算術平(ping)均(jun)值（mm).

 在(zai)實際(ji)試(shi)驗(yan)中，根據試(shi)驗(yan)力(li)的不同和壓(ya)(ya)痕的深淺，即(ji)壓(ya)(ya)痕兩(liang)對角線算術平均(jun)值的不同，查表來確定試(shi)驗(yan)件(jian)的維氏(shi)硬(ying)度值。提(ti)交報(bao)告時，應(ying)將所采(cai)用(yong)的試(shi)驗(yan)力(li)標志在(zai)硬(ying)度符(fu)號的左下角處(chu)。

 例：用試(shi)驗(yan)力49.03N所測(ce)的硬(ying)度(du)值(zhi)為700時，標示為700HV5（49.03N≈5kgf).

我國標(biao)準GB/T 4340.1《金屬維氏硬度試驗第1部分：試驗方法》中(zhong)，對試驗設備(bei)、試樣、試驗方法等都有明(ming)確的(de)規(gui)定。維氏硬度主要用來檢測淬火鋼(gang)和表面硬化處理件的(de)硬度值。

表(biao)9-3是(shi)試(shi)驗(yan)力為98N測得的(de)壓痕對(dui)角線長度對(dui)應(ying)的(de)維(wei)氏硬度值，不同試(shi)驗(yan)力，應(ying)查對(dui)應(ying)試(shi)驗(yan)力的(de)表(biao)。

 實測壓(ya)痕(hen)對角線超出表9-3的(de)范圍時，硬度值的(de)評定方法如下。

  1. 將(jiang)實測(ce)壓痕(hen)對(dui)角線(xian)長(chang)度值(zhi)的小(xiao)數點移動一位，變成表(biao)中含有(you)的數值(zhi)。

  2. 按(an)改變后的對角(jiao)線數值(zhi)查(cha)表(biao)9-3中標示的硬度值(zhi)。

  3. 將(jiang)查得(de)的(de)硬度值(zhi)的(de)小數(shu)點向(xiang)對角線小數(shu)點移(yi)動(dong)方向(xiang)相同方向(xiang)移(yi)兩位，所得(de)值(zhi)即為實測壓(ya)痕的(de)硬度值(zhi)。

 例如，壓痕對(dui)角線實測值為2.01mm,求(qiu)其(qi)硬度(du)值。

  1. 將對(dui)角線長度(du)實測值2.01mm的小數點向左移動一(yi)位，變成0.201mm.

  2. 查表9-3,對角線(xian)長(chang)度0.201mm的硬度值為(wei)459HV.

  3. 將459HV的小數點(dian)向(xiang)左(zuo)移動兩位，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕對(dui)角線為(wei)2.01mm時所對(dui)應的(de)硬度值。

  對不(bu)銹鋼(gang)及其他(ta)金屬在不(bu)同熱(re)處(chu)理(li)條件、狀(zhuang)態下的硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)檢測方法(fa)中，除上面(mian)提到的布(bu)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)，洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)、維氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)外，還有(you)肖氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)（HS)、里氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)（HL)、顯微硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)等。

 肖氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)與洛(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)的換(huan)算見附(fu)表(biao)三，里氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)換(huan)算見附(fu)表(biao)四。硬(ying)度(du)(du)換(huan)算值來(lai)源于不同資料，各表(biao)硬(ying)度(du)(du)值之(zhi)間可能(neng)略有(you)差別(bie)，僅供參考。材料硬(ying)度(du)(du)與抗拉強度(du)(du)有(you)一(yi)定的關系，見附(fu)表(biao)五和附(fu)表(biao)六(liu)。