不(bu)銹(xiu)鋼最常用的力學性能試(shi)驗有(you)硬度(du)試(shi)驗、靜拉伸試(shi)驗和(he)沖(chong)擊試(shi)驗。

根(gen)據(ju)不銹(xiu)鋼熱處理類型的不同，經常(chang)采用的有布氏(shi)硬度試(shi)驗、洛氏(shi)硬度試(shi)驗、維(wei)氏(shi)硬度試(shi)驗等。

1. 布(bu)氏硬度試驗

布氏硬度(du)試(shi)驗(yan)是對一(yi)定直徑的(de)硬質合(he)金球（過去(qu)也常用鋼球）施(shi)加試(shi)驗(yan)力(li)壓人試(shi)樣(yang)表面(mian)，經規定的(de)保持(chi)時間后(hou)，卸除試(shi)驗(yan)力(li)，再測量試(shi)樣(yang)表面(mian)壓痕的(de)直徑。見圖9-1。

根據試驗(yan)力、壓球直徑、壓痕直徑來確定布氏硬度(du)值(zhi)

  在實際試(shi)驗(yan)時，根(gen)據試(shi)驗(yan)材料種(zhong)類(lei)、試(shi)樣尺寸、硬度(du)范圍等因(yin)素，采(cai)用不同直徑的(de)(de)壓球（常用球的(de)(de)直徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件的(de)(de)硬度(du)程度(du)，可采(cai)用不同的(de)(de)F/D比(bi)值，可有30、10、5、2.5、1.因(yin)此(ci)，試(shi)驗(yan)力最小為9.807N,最大(da)為29420N.加載(zai)保持(chi)時間(jian)一般為10~15s,也有20s或更長的(de)(de)。

 在實(shi)際試驗時(shi)，可根據壓痕直徑(jing)直接查表確定布(bu)氏硬度值。表9-1給出了不(bu)同壓球直徑(jing)在相應的載荷下，依(yi)據壓痕直徑(jing)確定的布(bu)氏硬度值。

 在提交布氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)報告時，除注明硬(ying)度值外(wai)，還應標明采用的(de)(de)球材質、球直(zhi)徑、試(shi)驗(yan)力及試(shi)驗(yan)力下的(de)(de)保持時間。

［例1]  285HBW10/3000,表示(shi)用(yong)直徑10mm的硬質合金(jin)球(qiu)，施加29420N(3000kgf)試驗力(li)，保持10~15s條件下測得(de)的布氏硬度值為285。

［例(li)2]  269HBS5/125/20,表(biao)示用直徑5mm的(de)(de)鋼球(qiu)，施加1226N(125kgf)試(shi)驗力(li)，保持20s條件下測(ce)得(de)的(de)(de)布(bu)氏硬度值為269。

  進(jin)行布氏硬度(du)試(shi)驗(yan)(yan)時，試(shi)樣(yang)表面(mian)(mian)應(ying)光(guang)滑、平坦，表面(mian)(mian)潔凈，表面(mian)(mian)粗糙度(du)一般不大(da)于R.1.6μm.試(shi)樣(yang)厚度(du)應(ying)大(da)于壓(ya)痕(hen)(hen)深度(du)的8倍以上。試(shi)驗(yan)(yan)壓(ya)痕(hen)(hen)中(zhong)心(xin)距(ju)試(shi)樣(yang)邊緣的距(ju)離應(ying)大(da)于壓(ya)痕(hen)(hen)直(zhi)徑2.5倍以上，兩相(xiang)鄰壓(ya)痕(hen)(hen)之間的中(zhong)心(xin)距(ju)離至(zhi)少為壓(ya)痕(hen)(hen)直(zhi)徑的3倍。

 測(ce)量壓痕時，應(ying)在同(tong)一(yi)壓痕的(de)(de)垂直方向分別測(ce)量，取兩(liang)個(ge)實測(ce)值的(de)(de)平均值為壓痕直徑值。

 國家(jia)標準GB/T231.1《金(jin)屬布氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)第(di)1部(bu)分：試(shi)驗(yan)方(fang)法》中，規定了試(shi)驗(yan)設備、試(shi)樣要求、試(shi)驗(yan)方(fang)法及一(yi)些(xie)注意事項。

 在熱處理生產現場(chang)，對(dui)于大型(xing)工件無法用(yong)布(bu)氏硬度(du)機試驗時，可采(cai)用(yong)便(bian)攜式或錘(chui)擊式布(bu)氏硬度(du)計。這類簡易(yi)布(bu)氏硬度(du)計的測量誤差較大。

 布(bu)氏(shi)(shi)硬(ying)度試驗適用于奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)(gu)溶(rong)化(hua)(hua)、雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)(gu)溶(rong)化(hua)(hua)、馬氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)退火和調(diao)質以及沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)(gu)溶(rong)、時效(xiao)處理后的硬(ying)度檢測。

2. 洛氏硬度試(shi)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(luo)氏(shi)硬度＝N-h4/S

式中：N為(wei)(wei)給定(ding)標尺(chi)的(de)硬度數常數；S為(wei)(wei)給定(ding)標尺(chi)的(de)單(dan)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)(shi)硬度的(de)實(shi)測(ce)值(zhi)均可在洛(luo)氏(shi)(shi)硬度計表盤或(huo)顯(xian)示屏中顯(xian)示。依據不(bu)銹鋼(gang)的(de)種類及熱(re)處理方式的(de)不(bu)同(tong)，常用的(de)有HRA、HRB、HRC、HRN等(deng)。

［例3]  60HRC,表示用洛(luo)氏(shi)硬度C標尺測得的洛(luo)氏(shi)硬度為60.

［例4]  60HRB,表示用洛(luo)氏(shi)硬(ying)度B標尺(chi)，測得的(de)洛(luo)氏(shi)硬(ying)度為60.

 進行洛氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)時，試(shi)(shi)樣(yang)表面應(ying)(ying)光滑(hua)平坦，表面潔(jie)凈，試(shi)(shi)樣(yang)表面粗糙度(du)(du)不大于(yu)(yu)0.8μm.對于(yu)(yu)用金剛石圓錐壓頭進行的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)驗(yan)層的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)應(ying)(ying)不小于(yu)(yu)殘余(yu)壓痕(hen)深度(du)(du)的(de)(de)(de)10倍(bei)；對于(yu)(yu)用球壓頭進行的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)驗(yan)層的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)不小于(yu)(yu)殘余(yu)壓痕(hen)深度(du)(du)的(de)(de)(de)15倍(bei)。兩(liang)次(ci)壓痕(hen)的(de)(de)(de)間距應(ying)(ying)大于(yu)(yu)3倍(bei)壓痕(hen)直徑，壓痕(hen)距試(shi)(shi)樣(yang)邊緣應(ying)(ying)大于(yu)(yu)2.5倍(bei)壓痕(hen)直徑。

 國(guo)家標準GB/T 230.1《金屬洛氏硬度試驗第1部分：試驗方(fang)法》中，規(gui)定了試驗設備、試樣(yang)要(yao)求、試驗方(fang)法及一些注(zhu)意事項。

3. 維氏硬(ying)度試(shi)驗

 維(wei)氏硬度試(shi)驗(yan)(yan)是將頂(ding)部兩相對面具有規定角度的(de)(de)正(zheng)四棱錐體金剛石(shi)壓(ya)頭用(yong)試(shi)驗(yan)(yan)力壓(ya)入試(shi)樣(yang)表面，保持規定的(de)(de)時間后，卸(xie)除試(shi)驗(yan)(yan)力，測量(liang)試(shi)樣(yang)表面壓(ya)痕的(de)(de)對角線長度來評(ping)定硬度的(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)方法。維(wei)氏硬度試(shi)驗(yan)(yan)原(yuan)理見圖9-3.

 維(wei)氏硬度值是試(shi)驗力除(chu)以壓痕表面(mian)積所得的商，壓痕被視為具有正方形(xing)基面(mian)并(bing)與(yu)壓頭(tou)角度相(xiang)同的理想形(xing)狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式(shi)中：F為試驗(yan)力（N);d為壓痕兩個對角線(xian)長(chang)度的算術平均值（mm).

 在實(shi)際試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中，根據試(shi)(shi)驗(yan)(yan)力(li)的不(bu)同和壓(ya)痕(hen)的深(shen)淺，即壓(ya)痕(hen)兩對角(jiao)線(xian)算術平均值的不(bu)同，查表來確定試(shi)(shi)驗(yan)(yan)件的維氏硬度(du)值。提交報告時，應(ying)將所(suo)采用的試(shi)(shi)驗(yan)(yan)力(li)標志在硬度(du)符(fu)號的左(zuo)下角(jiao)處(chu)。

 例：用(yong)試驗力49.03N所測的硬度值為(wei)700時，標(biao)示(shi)為(wei)700HV5（49.03N≈5kgf).

我國(guo)標(biao)準GB/T 4340.1《金(jin)屬(shu)維氏硬(ying)度(du)(du)試驗第1部分：試驗方(fang)法(fa)》中(zhong)，對試驗設備、試樣、試驗方(fang)法(fa)等(deng)都有明確(que)的(de)規定(ding)。維氏硬(ying)度(du)(du)主要用來檢測淬(cui)火鋼和表(biao)面硬(ying)化處理件的(de)硬(ying)度(du)(du)值。

表9-3是試驗力為98N測得的(de)(de)壓痕對(dui)(dui)(dui)角(jiao)線長度對(dui)(dui)(dui)應的(de)(de)維氏硬度值，不同試驗力，應查對(dui)(dui)(dui)應試驗力的(de)(de)表。

 實測壓痕對(dui)角線超(chao)出(chu)表(biao)9-3的范圍(wei)時，硬度值的評定方(fang)法如下(xia)。

  1. 將(jiang)實(shi)測壓痕(hen)對角線長度值(zhi)的(de)小數點(dian)移動一位，變(bian)成表中含有的(de)數值(zhi)。

  2. 按改變后的對角線(xian)數值(zhi)查表9-3中標示的硬度值(zhi)。

  3. 將查得的硬度值(zhi)的小數點向對(dui)角線(xian)小數點移動方向相同方向移兩位，所得值(zhi)即為實測壓痕的硬度值(zhi)。

 例(li)如，壓痕對角線(xian)實(shi)測值(zhi)為(wei)2.01mm,求(qiu)其硬度值(zhi)。

  1. 將(jiang)對角線長(chang)度實測值(zhi)2.01mm的(de)小數點向左移動一位，變成0.201mm.

  2. 查表9-3,對角線長(chang)度0.201mm的(de)硬度值為459HV.

  3. 將459HV的小(xiao)數點向(xiang)左(zuo)移(yi)動兩位，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕對角線為2.01mm時(shi)所(suo)對應的(de)硬度值。

  對不銹鋼及其他金屬在不同熱(re)處理(li)條件、狀態下的硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)檢(jian)測方(fang)法(fa)(fa)中，除上面提到的布氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)，洛(luo)氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)、維氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)外(wai)，還(huan)有(you)肖氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)（HS)、里(li)氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)（HL)、顯微硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)等。

 肖氏硬(ying)(ying)度(du)與洛氏硬(ying)(ying)度(du)的換(huan)算(suan)見附(fu)表(biao)(biao)(biao)三(san)，里氏硬(ying)(ying)度(du)換(huan)算(suan)見附(fu)表(biao)(biao)(biao)四。硬(ying)(ying)度(du)換(huan)算(suan)值來源(yuan)于不同(tong)資料，各表(biao)(biao)(biao)硬(ying)(ying)度(du)值之間可能略有差(cha)別，僅供參(can)考。材(cai)料硬(ying)(ying)度(du)與抗拉強度(du)有一定的關系(xi)，見附(fu)表(biao)(biao)(biao)五和附(fu)表(biao)(biao)(biao)六(liu)。