不銹鋼最常用的力學性能試(shi)驗(yan)(yan)有(you)硬(ying)度試(shi)驗(yan)(yan)、靜拉(la)伸試(shi)驗(yan)(yan)和沖(chong)擊試(shi)驗(yan)(yan)。

根據不銹鋼熱處理類型的不同，經常采用的有布(bu)氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)試驗、洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)試驗、維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)試驗等。

1. 布氏硬度試驗

布氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)(yan)(yan)是對一定直徑的(de)硬(ying)質合金球（過去也常(chang)用(yong)鋼球）施(shi)加試(shi)驗(yan)(yan)(yan)力壓人(ren)試(shi)樣(yang)表面，經規定的(de)保持時間后，卸除(chu)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)力，再(zai)測量試(shi)樣(yang)表面壓痕的(de)直徑。見圖(tu)9-1。

根據試驗力(li)、壓球直徑、壓痕直徑來(lai)確定布氏(shi)硬度值

  在實際(ji)試(shi)(shi)驗(yan)時(shi)，根(gen)據試(shi)(shi)驗(yan)材料種類、試(shi)(shi)樣尺寸、硬度(du)(du)范圍(wei)等因素(su)，采(cai)用不同(tong)直徑的壓球（常用球的直徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又(you)根(gen)據零件的硬度(du)(du)程度(du)(du)，可采(cai)用不同(tong)的F/D比值(zhi)，可有30、10、5、2.5、1.因此，試(shi)(shi)驗(yan)力最小為(wei)(wei)9.807N,最大(da)為(wei)(wei)29420N.加(jia)載保(bao)持(chi)時(shi)間一(yi)般(ban)為(wei)(wei)10~15s,也有20s或(huo)更(geng)長的。

 在(zai)實際試驗(yan)時，可根(gen)據壓痕(hen)直徑直接查表(biao)確定(ding)布氏(shi)硬(ying)度值(zhi)。表(biao)9-1給出(chu)了不同壓球直徑在(zai)相應的載荷(he)下，依據壓痕(hen)直徑確定(ding)的布氏(shi)硬(ying)度值(zhi)。

 在提交布氏硬度(du)試(shi)驗(yan)報告(gao)時(shi)，除注(zhu)明硬度(du)值外(wai)，還應標明采(cai)用的球(qiu)(qiu)材(cai)質、球(qiu)(qiu)直徑、試(shi)驗(yan)力及試(shi)驗(yan)力下的保持時(shi)間。

［例1]  285HBW10/3000,表示用(yong)直徑(jing)10mm的硬質合金(jin)球(qiu)，施加29420N(3000kgf)試驗力(li)，保持(chi)10~15s條件(jian)下(xia)測得的布氏硬度值為285。

［例2]  269HBS5/125/20,表示用直徑5mm的(de)鋼球，施(shi)加(jia)1226N(125kgf)試驗力，保持20s條件下測得(de)的(de)布(bu)氏硬(ying)度值為269。

  進行布氏硬度(du)試驗(yan)時，試樣(yang)表面(mian)應(ying)光滑、平(ping)坦，表面(mian)潔(jie)凈，表面(mian)粗糙度(du)一般不大(da)于R.1.6μm.試樣(yang)厚(hou)度(du)應(ying)大(da)于壓痕深度(du)的(de)8倍(bei)以上。試驗(yan)壓痕中(zhong)心(xin)距試樣(yang)邊(bian)緣(yuan)的(de)距離(li)(li)應(ying)大(da)于壓痕直徑2.5倍(bei)以上，兩相(xiang)鄰壓痕之間(jian)的(de)中(zhong)心(xin)距離(li)(li)至少為壓痕直徑的(de)3倍(bei)。

 測(ce)量(liang)壓(ya)痕(hen)時，應在同一壓(ya)痕(hen)的(de)垂直方向(xiang)分(fen)別測(ce)量(liang)，取兩個實測(ce)值(zhi)的(de)平均值(zhi)為壓(ya)痕(hen)直徑值(zhi)。

 國家標準(zhun)GB/T231.1《金屬布氏硬度試驗(yan)(yan)第1部分：試驗(yan)(yan)方(fang)法》中，規(gui)定了試驗(yan)(yan)設備、試樣要求、試驗(yan)(yan)方(fang)法及(ji)一些注意事項。

 在(zai)熱處理生產現場，對(dui)于大型工件無(wu)法用布(bu)(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)機試驗時，可采用便攜式或錘擊式布(bu)(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)計。這類簡易布(bu)(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)計的測量(liang)誤差較大。

 布(bu)氏(shi)硬(ying)度試驗(yan)適用于奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)溶(rong)化(hua)(hua)、雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)溶(rong)化(hua)(hua)、馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)退火和(he)調質(zhi)以及沉淀硬(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)溶(rong)、時效處理后的硬(ying)度檢測。

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(luo)氏硬度＝N-h4/S

式中：N為給定標(biao)尺(chi)的硬度(du)數常數；S為給定標(biao)尺(chi)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。

 洛氏硬度的實(shi)測值均可在洛氏硬度計表盤或顯示(shi)屏中顯示(shi)。依據不(bu)銹鋼的種類及熱處理方式的不(bu)同(tong)，常用的有HRA、HRB、HRC、HRN等(deng)。

［例3]  60HRC,表(biao)示用洛(luo)氏硬度(du)C標(biao)尺測得的洛(luo)氏硬度(du)為60.

［例4]  60HRB,表示用洛氏(shi)硬度(du)B標尺，測得的洛氏(shi)硬度(du)為60.

 進行(xing)洛氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗時，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)應光滑(hua)平(ping)坦，表(biao)面(mian)潔凈，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)粗糙度(du)(du)不大于(yu)(yu)(yu)(yu)0.8μm.對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)用金剛石圓(yuan)錐壓(ya)(ya)頭進行(xing)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)(shi)驗層的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)應不小(xiao)于(yu)(yu)(yu)(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)痕深(shen)度(du)(du)的(de)(de)(de)10倍(bei)；對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)用球壓(ya)(ya)頭進行(xing)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)(shi)驗層的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)不小(xiao)于(yu)(yu)(yu)(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)痕深(shen)度(du)(du)的(de)(de)(de)15倍(bei)。兩次壓(ya)(ya)痕的(de)(de)(de)間(jian)距應大于(yu)(yu)(yu)(yu)3倍(bei)壓(ya)(ya)痕直徑，壓(ya)(ya)痕距試(shi)(shi)(shi)樣(yang)邊緣應大于(yu)(yu)(yu)(yu)2.5倍(bei)壓(ya)(ya)痕直徑。

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

3. 維氏硬度試驗

 維(wei)氏硬(ying)度(du)試(shi)(shi)驗(yan)是將頂部兩相對(dui)面(mian)具有規定(ding)角度(du)的(de)正四棱錐體金剛石壓頭(tou)用試(shi)(shi)驗(yan)力(li)壓入(ru)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)面(mian)，保持(chi)規定(ding)的(de)時間后，卸除(chu)試(shi)(shi)驗(yan)力(li)，測量試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)面(mian)壓痕的(de)對(dui)角線長(chang)度(du)來評定(ding)硬(ying)度(du)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)方法。維(wei)氏硬(ying)度(du)試(shi)(shi)驗(yan)原理見圖9-3.

 維氏硬度(du)值(zhi)是試驗(yan)力除(chu)以壓(ya)痕表面(mian)積所得的商(shang)，壓(ya)痕被視為具有(you)正(zheng)方(fang)形基面(mian)并與壓(ya)頭(tou)角(jiao)度(du)相同(tong)的理想形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為試驗力（N);d為壓痕兩個對角線長(chang)度的算(suan)術平均值（mm).

 在實(shi)際試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)，根據試(shi)(shi)驗(yan)(yan)力(li)的(de)不同和(he)壓(ya)痕的(de)深淺，即壓(ya)痕兩對角線算術平均值的(de)不同，查表來確定試(shi)(shi)驗(yan)(yan)件的(de)維氏硬度(du)值。提(ti)交報告時，應將所采用的(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)力(li)標志(zhi)在硬度(du)符號的(de)左下角處。

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

我國標準GB/T 4340.1《金屬維氏(shi)硬(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)》中，對試(shi)驗(yan)設備(bei)、試(shi)樣、試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)等都有明確的規定。維氏(shi)硬(ying)(ying)度主(zhu)要(yao)用來檢測淬火鋼和表面硬(ying)(ying)化處(chu)理件的硬(ying)(ying)度值。

表9-3是試(shi)(shi)(shi)驗力(li)為(wei)98N測得的(de)壓痕對(dui)角(jiao)線(xian)長度(du)對(dui)應(ying)(ying)的(de)維氏(shi)硬度(du)值(zhi)，不同試(shi)(shi)(shi)驗力(li)，應(ying)(ying)查對(dui)應(ying)(ying)試(shi)(shi)(shi)驗力(li)的(de)表。

 實測壓(ya)痕對角線超出表9-3的(de)范圍時，硬度值的(de)評(ping)定(ding)方法如(ru)下。

  1. 將實測壓(ya)痕對角線(xian)長度(du)值(zhi)的小數點移(yi)動一位，變成表(biao)中含有的數值(zhi)。

  2. 按改變后的對角線數值查表9-3中標示的硬度值。

  3. 將查得(de)的硬度值的小數點(dian)向(xiang)對角(jiao)線小數點(dian)移動(dong)方向(xiang)相同方向(xiang)移兩(liang)位，所得(de)值即為實測壓痕(hen)的硬度值。

 例如，壓痕(hen)對角線實測值(zhi)為2.01mm,求其硬度值(zhi)。

  1. 將對角線長度實測值2.01mm的小數(shu)點向左(zuo)移動一位，變(bian)成0.201mm.

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

  3. 將459HV的小數點向左移動兩位(wei)，為4.59HV.

  4. 4.59HV即(ji)壓痕對(dui)角線為2.01mm時所(suo)對(dui)應(ying)的硬度值。

  對(dui)不(bu)銹鋼(gang)及(ji)其(qi)他金屬在不(bu)同(tong)熱處理條件、狀(zhuang)態下的硬(ying)度(du)檢測方法中，除(chu)上面(mian)提(ti)到的布氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法，洛氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法、維氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法外，還有肖氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法（HS)、里氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法（HL)、顯(xian)微硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)法等。

 肖氏硬(ying)(ying)度與洛氏硬(ying)(ying)度的(de)換(huan)(huan)(huan)算見(jian)附表(biao)(biao)三，里氏硬(ying)(ying)度換(huan)(huan)(huan)算見(jian)附表(biao)(biao)四。硬(ying)(ying)度換(huan)(huan)(huan)算值來源(yuan)于不同資料，各表(biao)(biao)硬(ying)(ying)度值之間(jian)可能略有差(cha)別(bie)，僅(jin)供參考。材(cai)料硬(ying)(ying)度與抗拉強度有一定的(de)關系，見(jian)附表(biao)(biao)五和附表(biao)(biao)六。