不銹鋼最(zui)常用的力學性能(neng)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)有硬度試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、靜拉伸試(shi)(shi)驗(yan)(yan)和(he)沖擊試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。

根(gen)據不(bu)銹鋼熱處理類型(xing)的(de)不(bu)同，經常采(cai)用的(de)有布氏(shi)硬度試驗(yan)、洛(luo)氏(shi)硬度試驗(yan)、維氏(shi)硬度試驗(yan)等。

1. 布氏硬度試驗

布氏硬度(du)試驗(yan)(yan)是(shi)對一定(ding)直(zhi)徑的硬質合金球（過去也常用鋼球）施(shi)加試驗(yan)(yan)力壓人試樣表面(mian)，經規(gui)定(ding)的保持時間后(hou)，卸除試驗(yan)(yan)力，再測量試樣表面(mian)壓痕的直(zhi)徑。見圖9-1。

根據試驗力、壓球直(zhi)徑、壓痕直(zhi)徑來確(que)定(ding)布氏硬度值

  在實際試驗時，根(gen)據試驗材料種(zhong)類(lei)、試樣尺(chi)寸、硬度范圍等因素，采用(yong)不(bu)同直徑的(de)壓(ya)球(qiu)（常用(yong)球(qiu)的(de)直徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件的(de)硬度程度，可(ke)采用(yong)不(bu)同的(de)F/D比值，可(ke)有30、10、5、2.5、1.因此，試驗力最小(xiao)為(wei)9.807N,最大為(wei)29420N.加載保持時間(jian)一般為(wei)10~15s,也有20s或(huo)更長的(de)。

 在實際(ji)試驗時，可根據(ju)壓痕直(zhi)徑(jing)(jing)直(zhi)接(jie)查(cha)表確定布氏硬度值。表9-1給出了不同壓球直(zhi)徑(jing)(jing)在相應的載(zai)荷下，依(yi)據(ju)壓痕直(zhi)徑(jing)(jing)確定的布氏硬度值。

 在提交布(bu)氏硬度(du)試驗報告時，除注明硬度(du)值外，還應(ying)標明采(cai)用(yong)的(de)球材質、球直徑、試驗力(li)及(ji)試驗力(li)下(xia)的(de)保持時間(jian)。

［例1]  285HBW10/3000,表示用(yong)直徑10mm的硬質(zhi)合金球，施加29420N(3000kgf)試(shi)驗(yan)力，保持10~15s條(tiao)件下測得的布氏硬度值為285。

［例2]  269HBS5/125/20,表(biao)示用直徑5mm的鋼球(qiu)，施加1226N(125kgf)試驗力，保(bao)持(chi)20s條件下(xia)測得的布(bu)氏硬度(du)值為269。

  進(jin)行布氏(shi)硬度試驗(yan)時，試樣表(biao)(biao)面(mian)應(ying)光滑、平坦(tan)，表(biao)(biao)面(mian)潔凈，表(biao)(biao)面(mian)粗糙度一般(ban)不大(da)于(yu)R.1.6μm.試樣厚度應(ying)大(da)于(yu)壓痕(hen)深度的(de)8倍(bei)以上(shang)。試驗(yan)壓痕(hen)中心距(ju)試樣邊緣的(de)距(ju)離應(ying)大(da)于(yu)壓痕(hen)直徑2.5倍(bei)以上(shang)，兩(liang)相鄰(lin)壓痕(hen)之間的(de)中心距(ju)離至(zhi)少為壓痕(hen)直徑的(de)3倍(bei)。

 測量壓(ya)痕時，應在同一壓(ya)痕的(de)垂直(zhi)(zhi)方向分別測量，取(qu)兩個實測值的(de)平(ping)均值為壓(ya)痕直(zhi)(zhi)徑值。

 國(guo)家(jia)標準(zhun)GB/T231.1《金屬布氏硬度試(shi)驗(yan)第(di)1部分：試(shi)驗(yan)方法(fa)》中，規(gui)定了試(shi)驗(yan)設備、試(shi)樣要(yao)求(qiu)、試(shi)驗(yan)方法(fa)及一(yi)些注意事項。

 在熱(re)處理生產現場(chang)，對于(yu)大(da)型工件無法用布氏硬(ying)度(du)機試驗時(shi)，可采用便攜式或錘擊式布氏硬(ying)度(du)計(ji)。這(zhe)類簡易布氏硬(ying)度(du)計(ji)的測量誤差較大(da)。

 布氏(shi)硬度試驗(yan)適用于(yu)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)固溶(rong)化、雙(shuang)相不銹鋼(gang)固溶(rong)化、馬氏(shi)體不銹鋼(gang)退火(huo)和(he)調質以及(ji)沉(chen)淀硬化不銹鋼(gang)固溶(rong)、時效(xiao)處理后的硬度檢測(ce)。

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

洛氏硬度＝N-h4/S

式中：N為給定(ding)(ding)標(biao)尺的硬度(du)數常(chang)數；S為給定(ding)(ding)標(biao)尺的單位(wei)（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。

 洛氏硬度的(de)實測值均(jun)可在洛氏硬度計表盤或顯示屏中顯示。依據(ju)不銹(xiu)鋼的(de)種類及熱處理方式的(de)不同(tong)，常用的(de)有(you)HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例3]  60HRC,表示用洛氏硬度C標尺(chi)測(ce)得的洛氏硬度為(wei)60.

［例4]  60HRB,表示(shi)用洛(luo)氏(shi)硬度(du)B標(biao)尺，測得的(de)洛(luo)氏(shi)硬度(du)為60.

 進行洛氏硬度(du)(du)(du)試(shi)(shi)驗時，試(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)應光滑平坦，表(biao)面(mian)潔凈(jing)，試(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)(du)(du)不(bu)大于(yu)0.8μm.對(dui)于(yu)用(yong)金剛石圓錐壓(ya)(ya)頭(tou)進行的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)驗層的(de)(de)(de)厚度(du)(du)(du)應不(bu)小于(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)痕深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)10倍(bei)(bei)(bei)；對(dui)于(yu)用(yong)球壓(ya)(ya)頭(tou)進行的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)驗層的(de)(de)(de)厚度(du)(du)(du)不(bu)小于(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)痕深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)15倍(bei)(bei)(bei)。兩次(ci)壓(ya)(ya)痕的(de)(de)(de)間距(ju)應大于(yu)3倍(bei)(bei)(bei)壓(ya)(ya)痕直(zhi)徑，壓(ya)(ya)痕距(ju)試(shi)(shi)樣(yang)邊緣應大于(yu)2.5倍(bei)(bei)(bei)壓(ya)(ya)痕直(zhi)徑。

 國家標準GB/T 230.1《金屬洛氏硬度試(shi)驗第1部分：試(shi)驗方(fang)法》中，規定了試(shi)驗設備(bei)、試(shi)樣要求、試(shi)驗方(fang)法及一些注意事項。

3. 維氏硬度試(shi)驗(yan)

 維氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗是將頂部兩相對面(mian)(mian)具有規(gui)定角度的(de)正四棱(leng)錐體金剛石壓頭用試(shi)(shi)驗力壓入試(shi)(shi)樣表(biao)(biao)面(mian)(mian)，保持規(gui)定的(de)時(shi)間后，卸除試(shi)(shi)驗力，測量試(shi)(shi)樣表(biao)(biao)面(mian)(mian)壓痕的(de)對角線(xian)長度來評定硬(ying)度的(de)試(shi)(shi)驗方法。維氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗原理見圖(tu)9-3.

 維(wei)氏硬度(du)值是試驗力除以壓(ya)痕(hen)(hen)表面(mian)積所得的商，壓(ya)痕(hen)(hen)被視(shi)為具有正方形(xing)基面(mian)并與壓(ya)頭角度(du)相(xiang)同的理想(xiang)形(xing)狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為(wei)試驗力（N);d為(wei)壓痕(hen)兩個(ge)對角線長度的算術平均(jun)值（mm).

 在(zai)(zai)實際(ji)試驗(yan)中，根據(ju)試驗(yan)力的(de)不(bu)同和壓(ya)(ya)痕的(de)深淺(qian)，即壓(ya)(ya)痕兩對(dui)角線算術平均值的(de)不(bu)同，查表(biao)來確定試驗(yan)件(jian)的(de)維(wei)氏硬度(du)值。提交報告時，應(ying)將(jiang)所采用的(de)試驗(yan)力標志在(zai)(zai)硬度(du)符號的(de)左下角處。

 例：用(yong)試驗(yan)力(li)49.03N所測的硬度(du)值為700時，標(biao)示(shi)為700HV5（49.03N≈5kgf).

我(wo)國標準GB/T 4340.1《金(jin)屬維(wei)(wei)氏硬度(du)試驗(yan)第1部分：試驗(yan)方法(fa)》中(zhong)，對試驗(yan)設備、試樣、試驗(yan)方法(fa)等都有(you)明確的(de)規定(ding)。維(wei)(wei)氏硬度(du)主要用來(lai)檢測(ce)淬火鋼和表(biao)面(mian)硬化(hua)處理件的(de)硬度(du)值。

表9-3是(shi)試驗力為98N測(ce)得的(de)壓痕(hen)對角線長度對應的(de)維氏硬度值，不(bu)同試驗力，應查對應試驗力的(de)表。

 實測壓(ya)痕對角線(xian)超出表9-3的范圍時，硬度值(zhi)的評定方法如下。

  1. 將實測壓痕對角(jiao)線長度值的小數點(dian)移動一位，變(bian)成(cheng)表中含有的數值。

  2. 按改變后的(de)對角線數(shu)值查(cha)表9-3中標示的(de)硬度值。

  3. 將查得(de)(de)的硬度(du)值(zhi)的小數點向(xiang)對角線小數點移(yi)動方(fang)向(xiang)相同方(fang)向(xiang)移(yi)兩位，所得(de)(de)值(zhi)即為實(shi)測壓痕(hen)的硬度(du)值(zhi)。

 例如(ru)，壓(ya)痕對角線實(shi)測值為2.01mm,求其硬度值。

  1. 將(jiang)對(dui)角線長度(du)實(shi)測值2.01mm的小數點向左移動一位，變成0.201mm.

  2. 查表9-3,對角(jiao)線長度(du)0.201mm的硬度(du)值為(wei)459HV.

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

  4. 4.59HV即(ji)壓痕對(dui)角線(xian)為2.01mm時(shi)所(suo)對(dui)應的硬度值。

  對不(bu)銹鋼及其他金屬在不(bu)同(tong)熱處理條(tiao)件、狀(zhuang)態下(xia)的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)檢測方(fang)法中，除上面提到的(de)布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法，洛氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法、維氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法外，還有肖氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法（HS)、里(li)氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法（HL)、顯微硬(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法等。

 肖氏硬(ying)度(du)(du)與(yu)洛氏硬(ying)度(du)(du)的(de)換(huan)(huan)算見(jian)(jian)附表(biao)(biao)(biao)三，里(li)氏硬(ying)度(du)(du)換(huan)(huan)算見(jian)(jian)附表(biao)(biao)(biao)四。硬(ying)度(du)(du)換(huan)(huan)算值來源于(yu)不同資(zi)料(liao)，各表(biao)(biao)(biao)硬(ying)度(du)(du)值之(zhi)間可(ke)能略有差別，僅(jin)供參考。材(cai)料(liao)硬(ying)度(du)(du)與(yu)抗(kang)拉強度(du)(du)有一定(ding)的(de)關系，見(jian)(jian)附表(biao)(biao)(biao)五和附表(biao)(biao)(biao)六(liu)。