不銹(xiu)鋼最常用的力(li)學性能試驗(yan)有硬度試驗(yan)、靜拉伸試驗(yan)和沖擊試驗(yan)。

根據不銹(xiu)鋼熱處理類型的(de)不同，經常采用的(de)有布氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)、洛氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)、維氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)等。

1. 布氏硬度試驗

布氏硬度(du)試驗(yan)是對一定直(zhi)徑的硬質合金(jin)球（過去也常用(yong)鋼(gang)球）施加試驗(yan)力(li)壓(ya)人(ren)試樣表(biao)面，經規定的保持時(shi)間后，卸除(chu)試驗(yan)力(li)，再測量試樣表(biao)面壓(ya)痕的直(zhi)徑。見圖9-1。

根據試驗力、壓球(qiu)直徑(jing)、壓痕直徑(jing)來確定(ding)布(bu)氏硬度值

  在實際(ji)試(shi)驗(yan)時，根據(ju)試(shi)驗(yan)材(cai)料種類、試(shi)樣尺寸(cun)、硬(ying)度(du)(du)范(fan)圍(wei)等因素(su)，采用不同直徑的(de)壓球（常(chang)用球的(de)直徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又(you)根據(ju)零(ling)件的(de)硬(ying)度(du)(du)程度(du)(du)，可(ke)采用不同的(de)F/D比值(zhi)，可(ke)有30、10、5、2.5、1.因此(ci)，試(shi)驗(yan)力最小為9.807N,最大為29420N.加載(zai)保持(chi)時間一般為10~15s,也有20s或(huo)更長的(de)。

 在(zai)實際試驗(yan)時，可根據壓(ya)(ya)痕直徑直接查表確定布氏硬(ying)度值(zhi)。表9-1給出了不同(tong)壓(ya)(ya)球直徑在(zai)相應的載荷(he)下，依據壓(ya)(ya)痕直徑確定的布氏硬(ying)度值(zhi)。

 在提交布氏硬度試(shi)驗報告時，除(chu)注明硬度值外，還應標明采用的球(qiu)材質、球(qiu)直徑、試(shi)驗力及(ji)試(shi)驗力下的保持(chi)時間。

［例(li)1]  285HBW10/3000,表示用直(zhi)徑(jing)10mm的硬(ying)質合金(jin)球，施加29420N(3000kgf)試驗力，保持10~15s條件下測得的布氏硬(ying)度值(zhi)為(wei)285。

［例2]  269HBS5/125/20,表(biao)示用直(zhi)徑(jing)5mm的鋼球，施(shi)加(jia)1226N(125kgf)試驗力，保持20s條(tiao)件(jian)下測得的布氏硬度值為269。

  進行布(bu)氏(shi)硬度試驗時，試樣(yang)表面(mian)應(ying)光滑、平坦，表面(mian)潔(jie)凈(jing)，表面(mian)粗糙(cao)度一般不大(da)(da)于(yu)R.1.6μm.試樣(yang)厚(hou)度應(ying)大(da)(da)于(yu)壓痕(hen)深度的(de)8倍(bei)以(yi)上。試驗壓痕(hen)中(zhong)心(xin)距(ju)試樣(yang)邊緣的(de)距(ju)離(li)應(ying)大(da)(da)于(yu)壓痕(hen)直徑(jing)(jing)2.5倍(bei)以(yi)上，兩(liang)相鄰(lin)壓痕(hen)之間的(de)中(zhong)心(xin)距(ju)離(li)至少為壓痕(hen)直徑(jing)(jing)的(de)3倍(bei)。

 測(ce)量(liang)壓(ya)(ya)痕時，應在同一壓(ya)(ya)痕的垂直方向(xiang)分別測(ce)量(liang)，取兩個實測(ce)值的平均值為壓(ya)(ya)痕直徑(jing)值。

 國(guo)家標準GB/T231.1《金屬布氏硬(ying)度(du)試(shi)驗第(di)1部分：試(shi)驗方(fang)法》中，規定(ding)了試(shi)驗設備、試(shi)樣要(yao)求、試(shi)驗方(fang)法及一(yi)些(xie)注意事項(xiang)。

 在熱處(chu)理生產(chan)現場(chang)，對于(yu)大型工(gong)件無(wu)法用(yong)布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)機試驗時，可采用(yong)便(bian)攜(xie)式或(huo)錘擊式布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)計(ji)。這類簡易布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)計(ji)的測量誤(wu)差較大。

 布氏(shi)(shi)硬(ying)度試驗適(shi)用于奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)(gu)溶化(hua)、雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)(gu)溶化(hua)、馬氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)退火和調質以及沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)固(gu)(gu)溶、時效處理后(hou)的硬(ying)度檢測(ce)。

2. 洛(luo)氏(shi)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(shi)硬(ying)度＝N-h4/S

式中(zhong)：N為給(gei)定標尺的硬(ying)度(du)數常數；S為給(gei)定標尺的單位（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(ying)度的(de)實(shi)測值均可在(zai)洛(luo)氏(shi)硬(ying)度計表盤或顯(xian)示屏中顯(xian)示。依(yi)據不(bu)銹鋼的(de)種(zhong)類及熱(re)處理方式的(de)不(bu)同，常用的(de)有(you)HRA、HRB、HRC、HRN等。

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

［例4]  60HRB,表示用洛氏(shi)(shi)硬(ying)度B標尺，測得的洛氏(shi)(shi)硬(ying)度為60.

 進(jin)行(xing)(xing)洛氏(shi)硬度(du)(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面應光滑平坦，表面潔凈，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面粗(cu)糙度(du)(du)(du)不(bu)大于0.8μm.對(dui)于用金剛石圓(yuan)錐壓(ya)(ya)(ya)頭進(jin)行(xing)(xing)的試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)或試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)層(ceng)的厚度(du)(du)(du)應不(bu)小于殘余壓(ya)(ya)(ya)痕深度(du)(du)(du)的10倍(bei)；對(dui)于用球壓(ya)(ya)(ya)頭進(jin)行(xing)(xing)的試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)或試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)層(ceng)的厚度(du)(du)(du)不(bu)小于殘余壓(ya)(ya)(ya)痕深度(du)(du)(du)的15倍(bei)。兩(liang)次壓(ya)(ya)(ya)痕的間距應大于3倍(bei)壓(ya)(ya)(ya)痕直徑，壓(ya)(ya)(ya)痕距試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)邊緣應大于2.5倍(bei)壓(ya)(ya)(ya)痕直徑。

 國(guo)家標準(zhun)GB/T 230.1《金屬洛氏硬度試驗(yan)第(di)1部分：試驗(yan)方(fang)(fang)法》中(zhong)，規(gui)定了試驗(yan)設備、試樣要(yao)求(qiu)、試驗(yan)方(fang)(fang)法及(ji)一些注意事項。

3. 維氏硬度試驗

 維(wei)氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)是將頂部兩相對(dui)面具有規定(ding)角度(du)的正四棱錐體金剛石(shi)壓頭用試(shi)(shi)驗(yan)力壓入試(shi)(shi)樣表(biao)面，保持規定(ding)的時間后，卸(xie)除試(shi)(shi)驗(yan)力，測(ce)量試(shi)(shi)樣表(biao)面壓痕的對(dui)角線長度(du)來評定(ding)硬度(du)的試(shi)(shi)驗(yan)方法。維(wei)氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)原理見圖9-3.

 維(wei)氏硬度(du)(du)值是試驗(yan)力除以壓痕表面(mian)積(ji)所得的(de)商(shang)，壓痕被視為具有正(zheng)方形基面(mian)并與壓頭角度(du)(du)相同的(de)理(li)想形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式(shi)中：F為試(shi)驗力(li)（N);d為壓痕兩個對角線長度的算術(shu)平均(jun)值（mm).

 在(zai)實際試驗中，根(gen)據試驗力(li)的不同和壓(ya)痕的深淺，即(ji)壓(ya)痕兩(liang)對角(jiao)線算術平均(jun)值(zhi)的不同，查表來確(que)定試驗件的維氏硬(ying)度值(zhi)。提交報告時，應將所采用的試驗力(li)標志在(zai)硬(ying)度符號的左下(xia)角(jiao)處。

 例：用試驗(yan)力49.03N所測(ce)的硬(ying)度值(zhi)為(wei)700時，標(biao)示為(wei)700HV5（49.03N≈5kgf).

我國標準GB/T 4340.1《金(jin)屬維(wei)氏(shi)(shi)硬度試(shi)驗(yan)(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)》中，對試(shi)驗(yan)(yan)設備、試(shi)樣、試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)等都有明確的規(gui)定。維(wei)氏(shi)(shi)硬度主要用來檢測淬火鋼和表面硬化處理件的硬度值。

表9-3是試(shi)驗力為(wei)98N測得的(de)壓痕對(dui)(dui)角線長度對(dui)(dui)應(ying)的(de)維氏硬(ying)度值，不同試(shi)驗力，應(ying)查對(dui)(dui)應(ying)試(shi)驗力的(de)表。

 實測壓痕對角(jiao)線超出表9-3的(de)(de)范(fan)圍時，硬度值(zhi)的(de)(de)評定方法如下。

  1. 將(jiang)實測壓痕對角線(xian)長(chang)度(du)值(zhi)的小數(shu)點移動一(yi)位，變(bian)成表中含有的數(shu)值(zhi)。

  2. 按改變(bian)后的(de)(de)對角線數值查(cha)表9-3中標示(shi)的(de)(de)硬(ying)度(du)值。

  3. 將(jiang)查得的(de)硬度(du)值的(de)小數(shu)點(dian)向(xiang)(xiang)對角線(xian)小數(shu)點(dian)移動方向(xiang)(xiang)相同方向(xiang)(xiang)移兩位，所(suo)得值即(ji)為實測壓痕的(de)硬度(du)值。

 例如(ru)，壓痕對角線實測(ce)值(zhi)為2.01mm,求其硬(ying)度(du)值(zhi)。

  1. 將對角線(xian)長(chang)度實測值2.01mm的小數(shu)點向左移動一位，變成0.201mm.

  2. 查表9-3,對角線長(chang)度(du)0.201mm的硬度(du)值(zhi)為459HV.

  3. 將459HV的小數點向左移動兩位，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓(ya)痕對(dui)角線為2.01mm時所對(dui)應的硬(ying)度值。

  對不銹鋼及其他金屬在不同熱處理條(tiao)件、狀態下的(de)硬(ying)度(du)檢(jian)測(ce)方法(fa)中，除上面提到的(de)布氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)，洛(luo)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)、維氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)外，還有肖氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)（HS)、里氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)（HL)、顯微硬(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)等。

 肖氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)與洛氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)的(de)換算見附(fu)(fu)表(biao)(biao)三，里氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)換算見附(fu)(fu)表(biao)(biao)四。硬(ying)度(du)(du)(du)換算值(zhi)來源于不同資(zi)料，各表(biao)(biao)硬(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)之(zhi)間(jian)可(ke)能略(lve)有差別，僅供參考。材料硬(ying)度(du)(du)(du)與抗(kang)拉強度(du)(du)(du)有一定的(de)關系，見附(fu)(fu)表(biao)(biao)五和附(fu)(fu)表(biao)(biao)六(liu)。