不銹鋼最常(chang)用的力學性能試驗(yan)(yan)有(you)硬度試驗(yan)(yan)、靜拉伸試驗(yan)(yan)和沖擊試驗(yan)(yan)。

根據(ju)不銹鋼熱處理類(lei)型(xing)的不同，經常采(cai)用(yong)的有布氏硬度試驗(yan)、洛氏硬度試驗(yan)、維氏硬度試驗(yan)等。

1. 布氏(shi)硬度(du)試驗

布氏硬(ying)度(du)試(shi)驗是對一定直(zhi)徑(jing)的硬(ying)質合金球(qiu)（過(guo)去(qu)也常用(yong)鋼球(qiu)）施加試(shi)驗力壓人試(shi)樣(yang)表面(mian)，經規定的保持時(shi)間后(hou)，卸除試(shi)驗力，再測(ce)量試(shi)樣(yang)表面(mian)壓痕的直(zhi)徑(jing)。見圖(tu)9-1。

根據試驗(yan)力(li)、壓球(qiu)直(zhi)徑、壓痕直(zhi)徑來確定布氏硬(ying)度值

  在實際試驗(yan)時，根(gen)據試驗(yan)材料種(zhong)類、試樣尺寸、硬度范圍(wei)等因(yin)素，采(cai)用(yong)不同直徑的(de)壓(ya)球(qiu)（常用(yong)球(qiu)的(de)直徑有(you)10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件的(de)硬度程度，可采(cai)用(yong)不同的(de)F/D比值(zhi)，可有(you)30、10、5、2.5、1.因(yin)此，試驗(yan)力(li)最(zui)小為9.807N,最(zui)大為29420N.加載保持時間(jian)一般為10~15s,也(ye)有(you)20s或更長的(de)。

 在實際試驗時，可根據(ju)壓痕直徑直接查表確定布氏硬度值。表9-1給出了不同壓球直徑在相應的載荷下，依(yi)據(ju)壓痕直徑確定的布氏硬度值。

 在提交(jiao)布氏硬度試驗報告時，除(chu)注明(ming)(ming)硬度值外(wai)，還應標(biao)明(ming)(ming)采用的球材質(zhi)、球直徑、試驗力(li)及試驗力(li)下的保持時間。

［例1]  285HBW10/3000,表示用直(zhi)徑(jing)10mm的(de)硬質(zhi)合(he)金球，施加(jia)29420N(3000kgf)試(shi)驗力，保持10~15s條件下測得的(de)布氏硬度值(zhi)為(wei)285。

［例(li)2]  269HBS5/125/20,表示用直徑5mm的(de)鋼(gang)球，施加1226N(125kgf)試驗力，保(bao)持(chi)20s條(tiao)件下測得的(de)布氏硬度值為269。

  進行布(bu)氏硬度試(shi)(shi)(shi)驗時(shi)，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)(biao)面應(ying)光(guang)滑、平坦，表(biao)(biao)面潔凈，表(biao)(biao)面粗糙度一般不大(da)于R.1.6μm.試(shi)(shi)(shi)樣(yang)厚度應(ying)大(da)于壓(ya)痕(hen)深度的8倍以上(shang)。試(shi)(shi)(shi)驗壓(ya)痕(hen)中(zhong)心距(ju)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)邊緣的距(ju)離(li)應(ying)大(da)于壓(ya)痕(hen)直徑2.5倍以上(shang)，兩相鄰壓(ya)痕(hen)之間(jian)的中(zhong)心距(ju)離(li)至少為(wei)壓(ya)痕(hen)直徑的3倍。

 測(ce)量壓(ya)痕(hen)時，應在同一壓(ya)痕(hen)的垂直方向分別測(ce)量，取兩個實測(ce)值(zhi)的平均值(zhi)為壓(ya)痕(hen)直徑值(zhi)。

 國家標準(zhun)GB/T231.1《金屬布(bu)氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)》中，規定(ding)了試(shi)驗(yan)設備(bei)、試(shi)樣(yang)要求、試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)及一些注意事(shi)項。

 在熱處理生產現場，對于大型工件無法用布氏硬(ying)(ying)度(du)機試驗時(shi)，可(ke)采用便攜(xie)式或錘擊式布氏硬(ying)(ying)度(du)計(ji)。這類(lei)簡易布氏硬(ying)(ying)度(du)計(ji)的測量誤(wu)差較大。

 布(bu)氏硬度(du)試驗適用于奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)(rong)化、雙相不銹(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)(rong)化、馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)退火和調質以及沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)(rong)、時效(xiao)處理后的硬度(du)檢測。

2. 洛氏硬度(du)試驗(yan)

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(ying)度＝N-h4/S

式中：N為(wei)給定標尺的硬度數常數；S為(wei)給定標尺的單位（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。

 洛氏硬(ying)度(du)的(de)(de)實測值均可(ke)在洛氏硬(ying)度(du)計表盤或(huo)顯示(shi)屏中(zhong)顯示(shi)。依據不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)種類及熱(re)處理方式的(de)(de)不同，常用的(de)(de)有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例3]  60HRC,表示(shi)用洛氏硬度C標尺測得(de)的洛氏硬度為60.

［例4]  60HRB,表示用洛氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)B標尺，測(ce)得(de)的洛氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)為60.

 進(jin)行洛氏(shi)硬度試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)面應(ying)光滑平坦，表(biao)面潔凈，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)面粗糙度不(bu)(bu)(bu)大(da)于(yu)(yu)0.8μm.對于(yu)(yu)用金剛石圓(yuan)錐壓(ya)頭進(jin)行的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)或(huo)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)層(ceng)的(de)厚(hou)度應(ying)不(bu)(bu)(bu)小(xiao)于(yu)(yu)殘(can)余壓(ya)痕(hen)深度的(de)10倍(bei)(bei)；對于(yu)(yu)用球壓(ya)頭進(jin)行的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)或(huo)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)層(ceng)的(de)厚(hou)度不(bu)(bu)(bu)小(xiao)于(yu)(yu)殘(can)余壓(ya)痕(hen)深度的(de)15倍(bei)(bei)。兩次(ci)壓(ya)痕(hen)的(de)間距應(ying)大(da)于(yu)(yu)3倍(bei)(bei)壓(ya)痕(hen)直徑，壓(ya)痕(hen)距試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)邊緣應(ying)大(da)于(yu)(yu)2.5倍(bei)(bei)壓(ya)痕(hen)直徑。

 國家標準GB/T 230.1《金(jin)屬洛氏硬(ying)度試(shi)驗第1部分：試(shi)驗方法(fa)》中(zhong)，規定了試(shi)驗設(she)備、試(shi)樣要(yao)求、試(shi)驗方法(fa)及一些注意事項(xiang)。

3. 維氏硬度試驗(yan)

 維氏(shi)硬度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗是(shi)將頂部兩相對(dui)面具有(you)規(gui)定(ding)角度(du)的(de)正(zheng)四(si)棱錐體金剛石壓頭用試(shi)(shi)(shi)(shi)驗力壓入試(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面，保持(chi)規(gui)定(ding)的(de)時間后，卸除試(shi)(shi)(shi)(shi)驗力，測(ce)量(liang)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面壓痕的(de)對(dui)角線(xian)長度(du)來評定(ding)硬度(du)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗方(fang)法。維氏(shi)硬度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗原(yuan)理(li)見圖9-3.

 維氏硬度(du)(du)值是試(shi)驗力除以壓痕表(biao)面(mian)積(ji)所(suo)得的商，壓痕被(bei)視為具有正方形基面(mian)并與壓頭(tou)角度(du)(du)相同的理想(xiang)形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為試驗(yan)力（N);d為壓痕兩(liang)個(ge)對(dui)角線(xian)長度(du)的算術平(ping)均值(zhi)（mm).

 在實際試(shi)驗(yan)中，根據(ju)試(shi)驗(yan)力的不(bu)同和壓(ya)痕的深淺，即壓(ya)痕兩對(dui)角(jiao)線算術平均值的不(bu)同，查表(biao)來確定(ding)試(shi)驗(yan)件(jian)的維氏硬(ying)度值。提交報(bao)告時，應(ying)將所采用的試(shi)驗(yan)力標志(zhi)在硬(ying)度符(fu)號的左(zuo)下(xia)角(jiao)處。

 例：用試(shi)驗力(li)49.03N所測的硬度值為700時，標示為700HV5（49.03N≈5kgf).

我國標準GB/T 4340.1《金屬維氏硬(ying)(ying)度試(shi)(shi)驗(yan)第(di)1部分：試(shi)(shi)驗(yan)方法》中，對試(shi)(shi)驗(yan)設備、試(shi)(shi)樣(yang)、試(shi)(shi)驗(yan)方法等都有明確的規定。維氏硬(ying)(ying)度主(zhu)要用(yong)來檢(jian)測淬(cui)火鋼和(he)表面硬(ying)(ying)化處理件的硬(ying)(ying)度值。

表9-3是試驗力(li)為98N測得的壓痕對(dui)(dui)角(jiao)線(xian)長度對(dui)(dui)應(ying)的維氏硬(ying)度值(zhi)，不同試驗力(li)，應(ying)查對(dui)(dui)應(ying)試驗力(li)的表。

 實(shi)測壓痕(hen)對角線(xian)超出(chu)表(biao)9-3的(de)范圍時，硬度(du)值的(de)評定方法如(ru)下。

  1. 將(jiang)實測壓痕對(dui)角線長度值的小數點(dian)移動(dong)一位(wei)，變(bian)成表中含有的數值。

  2. 按(an)改變后的(de)對角線數值查表(biao)9-3中標示的(de)硬(ying)度(du)值。

  3. 將查(cha)得的(de)(de)硬度(du)值(zhi)的(de)(de)小(xiao)數點(dian)向對角線小(xiao)數點(dian)移(yi)動方向相同方向移(yi)兩(liang)位，所得值(zhi)即為(wei)實測壓(ya)痕的(de)(de)硬度(du)值(zhi)。

 例(li)如，壓痕(hen)對角線實測(ce)值(zhi)為2.01mm,求其硬度值(zhi)。

  1. 將(jiang)對角線長度(du)實測值2.01mm的小(xiao)數(shu)點(dian)向左移動一位，變成0.201mm.

  2. 查(cha)表9-3,對角線長度0.201mm的硬度值為459HV.

  3. 將459HV的小數(shu)點(dian)向(xiang)左(zuo)移動兩位，為(wei)4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕對(dui)角線為2.01mm時所對(dui)應(ying)的硬度(du)值(zhi)。

  對不銹鋼及其他金屬在(zai)不同(tong)熱處理(li)條件、狀態下的(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)檢(jian)測方(fang)法中，除上面提到(dao)的(de)布氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)試驗(yan)法，洛氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)試驗(yan)法、維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)試驗(yan)法外，還有肖氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)試驗(yan)法（HS)、里氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)(du)試驗(yan)法（HL)、顯(xian)微(wei)硬(ying)(ying)度(du)(du)試驗(yan)法等。

 肖氏(shi)硬度與洛氏(shi)硬度的換(huan)算(suan)見附表(biao)三，里(li)氏(shi)硬度換(huan)算(suan)見附表(biao)四。硬度換(huan)算(suan)值來源于(yu)不(bu)同(tong)資料(liao)(liao)，各(ge)表(biao)硬度值之間可能略有差別，僅供參考(kao)。材料(liao)(liao)硬度與抗拉強度有一(yi)定的關(guan)系，見附表(biao)五和附表(biao)六。