不(bu)銹鋼最(zui)常用的力學性能試(shi)驗(yan)有硬度試(shi)驗(yan)、靜拉伸(shen)試(shi)驗(yan)和沖擊試(shi)驗(yan)。

根據不銹鋼熱處理類(lei)型的不同，經常(chang)采用的有(you)布氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗、洛氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗、維氏(shi)硬(ying)度(du)試(shi)驗等。

1. 布氏硬度試驗

布(bu)氏硬度試(shi)驗是對一定直(zhi)徑的硬質合金球(qiu)（過(guo)去也常用鋼球(qiu)）施加試(shi)驗力壓人試(shi)樣(yang)表面，經規(gui)定的保持(chi)時間后，卸除試(shi)驗力，再測(ce)量試(shi)樣(yang)表面壓痕的直(zhi)徑。見圖9-1。

根(gen)據試驗力、壓球(qiu)直徑、壓痕直徑來確定布氏硬(ying)度值

  在實際試(shi)驗時，根據試(shi)驗材料種類、試(shi)樣(yang)尺寸、硬度(du)范圍等(deng)因(yin)素，采用不(bu)同(tong)(tong)直(zhi)徑的(de)壓球（常用球的(de)直(zhi)徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根據零件的(de)硬度(du)程度(du)，可采用不(bu)同(tong)(tong)的(de)F/D比值，可有30、10、5、2.5、1.因(yin)此，試(shi)驗力最小(xiao)為9.807N,最大為29420N.加載(zai)保持時間一般為10~15s,也(ye)有20s或更(geng)長(chang)的(de)。

 在實際試(shi)驗時，可(ke)根據(ju)壓(ya)痕直(zhi)徑(jing)直(zhi)接查表確定布(bu)氏(shi)硬度(du)值。表9-1給出了不同壓(ya)球直(zhi)徑(jing)在相應的載荷下，依據(ju)壓(ya)痕直(zhi)徑(jing)確定的布(bu)氏(shi)硬度(du)值。

 在提(ti)交布氏硬度試(shi)(shi)(shi)驗(yan)報告時(shi)，除注明(ming)硬度值外，還(huan)應標明(ming)采用的球(qiu)材質、球(qiu)直徑、試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力(li)及試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力(li)下的保持時(shi)間(jian)。

［例1]  285HBW10/3000,表(biao)示用直(zhi)徑10mm的硬(ying)(ying)質合金球(qiu)，施加(jia)29420N(3000kgf)試驗力，保持10~15s條(tiao)件下(xia)測得的布氏硬(ying)(ying)度(du)值為285。

［例(li)2]  269HBS5/125/20,表示用(yong)直徑5mm的(de)鋼球，施加1226N(125kgf)試驗力，保持20s條(tiao)件下測得(de)的(de)布(bu)氏硬度值(zhi)為269。

  進行布氏硬(ying)度(du)試驗(yan)時，試樣表面應(ying)(ying)光滑、平坦，表面潔凈，表面粗糙度(du)一般不(bu)大于R.1.6μm.試樣厚度(du)應(ying)(ying)大于壓痕深度(du)的(de)(de)8倍(bei)以上(shang)。試驗(yan)壓痕中心(xin)距試樣邊緣(yuan)的(de)(de)距離應(ying)(ying)大于壓痕直徑2.5倍(bei)以上(shang)，兩相(xiang)鄰壓痕之間的(de)(de)中心(xin)距離至少(shao)為壓痕直徑的(de)(de)3倍(bei)。

 測量壓痕(hen)(hen)時(shi)，應在同(tong)一壓痕(hen)(hen)的垂直方向(xiang)分別(bie)測量，取兩(liang)個實(shi)測值的平均值為壓痕(hen)(hen)直徑值。

 國家(jia)標準GB/T231.1《金屬布氏(shi)硬度試驗第(di)1部分：試驗方法》中(zhong)，規定了(le)試驗設備、試樣要(yao)求、試驗方法及一些注意事項。

 在熱處理生(sheng)產(chan)現場，對于大型(xing)工件無法用布氏(shi)硬度機(ji)試驗時，可采(cai)用便攜式或錘擊(ji)式布氏(shi)硬度計。這類簡(jian)易布氏(shi)硬度計的測量(liang)誤(wu)差較大。

 布氏硬度(du)試(shi)驗(yan)適用于奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)固(gu)溶(rong)化、雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)固(gu)溶(rong)化、馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)退(tui)火和(he)調(diao)質以及(ji)沉淀硬化不(bu)(bu)銹鋼(gang)固(gu)溶(rong)、時效(xiao)處(chu)理后的硬度(du)檢測。

2. 洛氏硬度(du)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)硬度＝N-h4/S

式(shi)中：N為給(gei)定(ding)標尺的(de)硬度數(shu)常數(shu)；S為給(gei)定(ding)標尺的(de)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(du)的實測值均可在洛氏硬度(du)計表盤或(huo)顯示屏中(zhong)顯示。依據不銹鋼的種類(lei)及熱處理方(fang)式(shi)的不同，常用的有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例(li)3]  60HRC,表示(shi)用洛氏硬(ying)度C標尺測得的洛氏硬(ying)度為60.

［例4]  60HRB,表示用(yong)洛(luo)氏硬度(du)B標尺(chi)，測得的洛(luo)氏硬度(du)為60.

 進(jin)行洛氏(shi)硬度(du)試(shi)驗時，試(shi)樣表(biao)面(mian)應光滑平坦，表(biao)面(mian)潔凈(jing)，試(shi)樣表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)不大于(yu)0.8μm.對于(yu)用金剛石圓錐壓(ya)頭(tou)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗，試(shi)樣或(huo)試(shi)驗層的(de)(de)(de)(de)厚度(du)應不小于(yu)殘余壓(ya)痕(hen)(hen)深度(du)的(de)(de)(de)(de)10倍；對于(yu)用球壓(ya)頭(tou)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗，試(shi)樣或(huo)試(shi)驗層的(de)(de)(de)(de)厚度(du)不小于(yu)殘余壓(ya)痕(hen)(hen)深度(du)的(de)(de)(de)(de)15倍。兩(liang)次(ci)壓(ya)痕(hen)(hen)的(de)(de)(de)(de)間(jian)距應大于(yu)3倍壓(ya)痕(hen)(hen)直徑(jing)，壓(ya)痕(hen)(hen)距試(shi)樣邊緣應大于(yu)2.5倍壓(ya)痕(hen)(hen)直徑(jing)。

 國家標準GB/T 230.1《金屬(shu)洛氏(shi)硬度試(shi)(shi)(shi)驗第1部分(fen)：試(shi)(shi)(shi)驗方法》中(zhong)，規定了試(shi)(shi)(shi)驗設備、試(shi)(shi)(shi)樣(yang)要求、試(shi)(shi)(shi)驗方法及(ji)一些注意事項(xiang)。

3. 維氏硬度試驗

 維氏(shi)硬度試(shi)驗是(shi)將頂(ding)部兩(liang)相(xiang)對面(mian)(mian)具(ju)有規(gui)定角(jiao)度的(de)正(zheng)四棱(leng)錐體(ti)金剛石壓(ya)(ya)頭用試(shi)驗力壓(ya)(ya)入試(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)，保(bao)持規(gui)定的(de)時間后，卸(xie)除(chu)試(shi)驗力，測量試(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)(ya)痕的(de)對角(jiao)線長度來評定硬度的(de)試(shi)驗方(fang)法。維氏(shi)硬度試(shi)驗原(yuan)理見(jian)圖9-3.

 維氏(shi)硬度值是試驗力除以壓(ya)痕表面(mian)積所得的商，壓(ya)痕被視為(wei)具有正方形(xing)基面(mian)并與壓(ya)頭角度相同(tong)的理想形(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)兩個對角(jiao)線長度(du)的算術平(ping)均值（mm).

 在(zai)實際試驗中，根據試驗力的不同和壓(ya)痕(hen)的深淺，即壓(ya)痕(hen)兩對角線算術平均值的不同，查(cha)表(biao)來確定試驗件的維(wei)氏(shi)硬度值。提交報(bao)告時(shi)，應將所(suo)采用的試驗力標(biao)志在(zai)硬度符號的左下角處。

 例：用(yong)試(shi)驗力49.03N所測的硬度(du)值(zhi)為(wei)(wei)700時，標示(shi)為(wei)(wei)700HV5（49.03N≈5kgf).

我國標準GB/T 4340.1《金屬維(wei)氏(shi)硬度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法》中，對(dui)試(shi)驗(yan)設備(bei)、試(shi)樣(yang)、試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法等都有明確的規定。維(wei)氏(shi)硬度主要用來檢測(ce)淬火鋼和(he)表面硬化處理(li)件的硬度值。

表(biao)9-3是試(shi)驗(yan)力為98N測得的壓痕對(dui)角線(xian)長(chang)度對(dui)應(ying)的維氏硬度值，不同(tong)試(shi)驗(yan)力，應(ying)查對(dui)應(ying)試(shi)驗(yan)力的表(biao)。

 實測壓痕(hen)對角線超出表9-3的范圍時，硬度值的評定方法如下。

  1. 將(jiang)實測壓痕(hen)對角線長度值(zhi)的(de)小(xiao)數(shu)點移(yi)動一位，變成表(biao)中含有的(de)數(shu)值(zhi)。

  2. 按(an)改(gai)變后的對(dui)角(jiao)線數(shu)值查表9-3中標(biao)示的硬度值。

  3. 將查得的(de)硬(ying)度(du)(du)值的(de)小(xiao)數點向(xiang)(xiang)對角線小(xiao)數點移動方向(xiang)(xiang)相(xiang)同方向(xiang)(xiang)移兩位(wei)，所得值即為(wei)實測壓痕(hen)的(de)硬(ying)度(du)(du)值。

 例(li)如，壓痕對角線實測值為(wei)2.01mm,求(qiu)其(qi)硬(ying)度(du)值。

  1. 將(jiang)對(dui)角線長度實測值2.01mm的小(xiao)數(shu)點(dian)向左(zuo)移動一(yi)位(wei)，變成0.201mm.

  2. 查(cha)表9-3,對角線長度(du)0.201mm的硬度(du)值(zhi)為459HV.

  3. 將459HV的(de)小數點向左移動兩位，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕(hen)對(dui)角線為2.01mm時(shi)所對(dui)應的硬度值。

  對不銹鋼及其他金屬在不同熱處理條件、狀態下的硬度(du)(du)(du)檢測方法(fa)(fa)中，除(chu)上(shang)面提(ti)到的布氏(shi)(shi)硬度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)，洛氏(shi)(shi)硬度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)、維氏(shi)(shi)硬度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)外，還有肖氏(shi)(shi)硬度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)（HS)、里氏(shi)(shi)硬度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)（HL)、顯微硬度(du)(du)(du)試(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)等。

 肖(xiao)氏(shi)硬(ying)度(du)(du)與洛氏(shi)硬(ying)度(du)(du)的換算見(jian)附表三(san)，里氏(shi)硬(ying)度(du)(du)換算見(jian)附表四。硬(ying)度(du)(du)換算值來源(yuan)于(yu)不同資料，各表硬(ying)度(du)(du)值之間可(ke)能(neng)略有差別，僅供參(can)考。材料硬(ying)度(du)(du)與抗拉強度(du)(du)有一定的關系，見(jian)附表五和附表六。