選擇不銹鋼材料，除了要滿足工件的耐蝕性，還要考慮其力學性能，特別是要求具有較高強度的零件，所以在編寫本書時，對各種鋼的力學性能，基本上都給予了介紹，以供讀者根據零件的技術要求在選材時進行參考。
不銹鋼(gang)的力(li)學性(xing)(xing)能主(zhu)要(yao)是指(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)、硬(ying)度(du)(du)、韌性(xing)(xing)、塑性(xing)(xing)、疲勞(lao)和彈(dan)性(xing)(xing)等(deng)幾大部分。常用(yong)的強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)指(zhi)(zhi)標是指(zhi)(zhi)抗拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)、屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)、抗彎(wan)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)、抗壓強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和抗扭(niu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)等(deng)內(nei)容；塑性(xing)(xing)指(zhi)(zhi)標是指(zhi)(zhi)斷面收(shou)縮率和斷后(hou)伸長率；韌性(xing)(xing)指(zhi)(zhi)標是指(zhi)(zhi)沖擊(ji)吸收(shou)功，過去曾(ceng)用(yong)沖擊(ji)韌度(du)(du)；常用(yong)的硬(ying)度(du)(du)指(zhi)(zhi)標有洛氏硬(ying)度(du)(du)、布氏硬(ying)度(du)(du)和維氏硬(ying)度(du)(du)；疲勞(lao)是指(zhi)(zhi)疲勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)；彈(dan)性(xing)(xing)主(zhu)要(yao)是指(zhi)(zhi)彈(dan)性(xing)(xing)模量。
本書涉及到的不銹鋼(gang)的力學性能指標有：抗拉(la)強度、屈(qu)(qu)服點、屈(qu)(qu)服強度、斷(duan)后伸長(chang)率、斷(duan)面收(shou)縮率、抗彎強度、沖(chong)擊吸收(shou)功和沖(chong)擊韌度、布(bu)氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
一、強度(du)
強(qiang)(qiang)度(du)是指在外力(li)作用下抵抗塑性變形和(he)(he)斷(duan)裂的能力(li)。常用的強(qiang)(qiang)度(du)指標有抗拉強(qiang)(qiang)度(du)、屈服強(qiang)(qiang)度(du)和(he)(he)規定非(fei)比例延伸強(qiang)(qiang)度(du)。
1. 規(gui)定非比例延伸強度Rp（舊(jiu)標(biao)準σp)
規定非比例延伸率等于規定的延伸計標距百分率時的應力。使用單位符號應符合以下腳注說明所規定的百分率，如Rp0.2表示規定非比例延伸率為0.2％時的應力，等同σ0.2。
規定非比例伸長應力是一些重要不銹鋼零件設計的力學依據。表示符號應附以角標說明，例如Rp0.01、Rp0.05、Rp0.2分別表示規定比例延伸率為0.01％、0.05％、0.2％時的應力。
2. 屈服強度
當金屬材料呈現屈服(fu)現象時，即在試驗期(qi)間達到塑性變(bian)形而力(li)(li)不增加的應力(li)(li)點，分為上屈服(fu)強(qiang)度(du)和下(xia)屈服(fu)強(qiang)度(du)，過去曾叫“屈服(fu)點”。
a. 上屈服(fu)強度是指試樣發(fa)生屈服(fu)時，應(ying)力首(shou)次下降(jiang)前(qian)的最高值。符號為ReH單位為MPa。
b. 下(xia)屈服強度是指(zhi)屈服期(qi)間不計(ji)初始(shi)瞬時效(xiao)應(ying)(ying)的最低(di)應(ying)(ying)力。符號(hao)為RcL，單位為MPa。
3. 抗拉(la)強(qiang)度
拉伸試驗時，最(zui)大力(li)(Fm)除以試樣原始橫截面積(S0)四為(wei)材料(liao)的(de)最(zui)大應力(li)，等同原σb。符號為(wei)Rm，單位(wei)為(wei)MPa。
二(er)、塑性
材料斷(duan)裂前發生不可(ke)迸永(yong)久變形的能力叫塑(su)性(xing)。常用的塑(su)性(xing)指標(biao)有斷(duan)后伸長(chang)率和斷(duan)面收縮率。
（1）斷(duan)(duan)后(hou)(hou)伸(shen)長(chang)率 試樣拉斷(duan)(duan)后(hou)(hou)，斷(duan)(duan)后(hou)(hou)標距(ju)的殘(can)留伸(shen)長(chang)（Lu-L0）與原始標距(ju)（L0）之比稱為(wei)斷(duan)(duan)后(hou)(hou)伸(shen)長(chang)率。符號為(wei)A，即
三(san)、硬度(du)
硬度實際(ji)上是(shi)指一個小的(de)(de)(de)金屬表面或(huo)很小的(de)(de)(de)體積(ji)內抵抗(kang)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)變(bian)形、塑(su)性(xing)(xing)(xing)變(bian)形或(huo)抵抗(kang)破裂的(de)(de)(de)一種抗(kang)力。它是(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)、強度、塑(su)性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)等(deng)一系列(lie)不同力學性(xing)(xing)(xing)能組成的(de)(de)(de)綜合性(xing)(xing)(xing)能指標，是(shi)選擇材料(liao)的(de)(de)(de)重要依據。
由于(yu)硬(ying)度(du)(du)(du)試驗設(she)備簡單，操作方便(bian)、迅速，又(you)可直接(jie)在零件(jian)上(shang)(shang)進行試驗基本不破壞工件(jian)，因(yin)此在生(sheng)產和(he)科(ke)研上(shang)(shang)應用得很廣。目前，在生(sheng)產中應用最廣泛的硬(ying)度(du)(du)(du)是布氏硬(ying)度(du)(du)(du)、洛氏硬(ying)度(du)(du)(du)和(he)維氏硬(ying)度(du)(du)(du)。
1. 布氏硬度
布氏(shi)硬度(du)的(de)試(shi)驗原理是對(dui)一定(ding)(ding)直(zhi)徑（mm）的(de)硬質合金球施加試(shi)驗力壓(ya)入試(shi)樣表面，經規定(ding)(ding)保持時間（s）后(hou)，卸除試(shi)驗力，測定(ding)(ding)試(shi)樣表面壓(ya)痕的(de)直(zhi)徑（mm），即(ji)求得布氏(shi)硬度(du)值（HBW）。
布(bu)氏硬度(du)值(zhi)的(de)表示：布(bu)氏硬度(du)符(fu)(fu)號(hao)(hao)用(yong)HBW表示。符(fu)(fu)號(hao)(hao)HBW前(qian)面數值(zhi)為(wei)硬度(du)值(zhi)，符(fu)(fu)號(hao)(hao)后面是(shi)按如下順(shun)序(xu)表示試驗條件的(de)指標：
a. 硬質(zhi)合金球直徑（mm）。
b. 試驗力(li)大小的數值［（k）N］。
c. 與規(gui)定時(shi)間不同的試(shi)驗力保持時(shi)間（s）。
例1：255HBW5／750 表示用直徑5mm的硬質合金球在(zai)7.355kN試(shi)驗力下保(bao)持(chi)(chi)10～15s測定的布(bu)氏(shi)硬度(du)值為255（較短的保(bao)持(chi)(chi)時間可(ke)不列出）。
例(li)2：606HBW1／30／20表示用直(zhi)徑(jing)1mm的(de)硬質合金球在294.2N試驗力下保持(chi)20s，測(ce)定的(de)布氏硬度值為606。
鑒于(yu)有(you)的(de)鋼鐵材料(liao)在技術標準(zhun)中給出的(de)要(yao)求值是(shi)壓痕直徑，為便于(yu)進(jin)行換算，現列出平(ping)面硬度值計算簡表，見表2-3。
布(bu)氏硬度(du)試(shi)驗方(fang)法摘自GB／T 231.1-2009《金屬材料 布(bu)氏硬度(du)試(shi)驗 第1部分：試(shi)驗方(fang)法》。
2. 洛氏(shi)硬度
洛氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗法(fa)(fa)摘自GB／T 230.1-2009《金屬(shu)材(cai)料 洛氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗 第1部(bu)分(fen)：試(shi)(shi)驗方法(fa)(fa)（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺(chi)）》。
洛氏硬度試(shi)驗法(fa)是目(mu)前工廠(chang)中應用(yong)最廣泛的試(shi)驗方法(fa)之一。
洛氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗(yan)原(yuan)理及洛氏硬(ying)度表示：將壓(ya)(ya)頭(tou)（金剛石圓(yuan)錐、鋼球(qiu)或硬(ying)質合金球(qiu)）分兩個(ge)步驟壓(ya)(ya)入試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)(mian)，經規定(ding)保(bao)持時間后，卸除(chu)主(zhu)試(shi)(shi)驗(yan)力，測量被(bei)測試(shi)(shi)金屬表面(mian)(mian)在主(zhu)試(shi)(shi)驗(yan)力下殘(can)留的(de)壓(ya)(ya)痕深(shen)度以此來(lai)計算試(shi)(shi)件的(de)硬(ying)度值，即
洛(luo)氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試驗時，其硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)值可從硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)計的指示(shi)器上直(zhi)接讀出，而(er)無需測(ce)量(liang)壓(ya)痕(hen)深度(du)(du)，硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)值只表示(shi)高低故(gu)而(er)沒有單位(wei)。本(ben)書常(chang)(chang)用的洛(luo)氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)值為(wei)HRC、HRB。現把工(gong)廠(chang)常(chang)(chang)用的三種硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)標(biao)尺及(ji)試驗范圍(wei)列于表2-4。
測(ce)出(chu)硬度(du)值(zhi)后，應標明(ming)硬度(du)值(zhi)符號（用球測(ce)量應表明(ming)壓頭(tou)代號，鋼球為(wei)S，硬質合金球為(wei)W）。
例(li)如，59HRC表示(shi)(shi)用C標尺測得(de)洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度值為59；60HRBW表示(shi)(shi)用硬(ying)(ying)(ying)質合金球壓頭在(zai)B標尺上(shang)測得(de)的(de)洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度值為60。
洛氏硬(ying)度試驗法的優點是操作簡(jian)便、迅速，壓痕較小，故可在工件(jian)表面或(huo)較薄的金(jin)屬上進(jin)行試驗，并(bing)適(shi)于大量(liang)生產(chan)中的成品檢查，適(shi)于各種軟硬(ying)材料。
3. 維氏硬度
維氏硬度(du)試驗摘(zhai)自GB/T 4340.1-2009《金屬材料(liao) 維氏硬度(du)試驗 第1部分：試驗方(fang)法》。
其試驗原理是(shi)將頂(ding)部(bu)兩相(xiang)對面(mian)具有規定(ding)角度(du)的正四棱錐體(ti)金剛(gang)石(shi)壓(ya)(ya)頭，用(yong)試驗力(li)壓(ya)(ya)入試樣表(biao)面(mian)，保持規定(ding)時間后，卸除試驗力(li)，并(bing)通過(guo)測量(liang)試樣表(biao)面(mian)壓(ya)(ya)痕(hen)對角線(xian)長度(du)來確(que)定(ding)試件硬度(du)。所得硬度(du)值用(yong)符號HV表(biao)示(shi)。
HV可(ke)根據壓痕對角(jiao)線平均長度d值查表求(qiu)出，也(ye)可(ke)用(yong)公(gong)式HV=0.1891F/d2計算求(qiu)出。
例如(ru)，640HV30表示在(zai)試驗(yan)力294.2N下保(bao)持10～15s，測得(de)的維氏(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)為(wei)640（HV后面數值(zhi)為(wei)試驗(yan)力值(zhi)，試驗(yan)力保(bao)持時(shi)間(jian)10～15s不標注）；640HV30/20 表示在(zai)試驗(yan)力為(wei)294.2N下保(bao)持20s，測得(de)的維氏(shi)硬(ying)度(du)值(zhi)為(wei)640。
四、沖擊(ji)吸(xi)收功
機械零(ling)件(jian)在(zai)服役過(guo)程中不僅受到靜載荷(he)與(yu)變動載荷(he)的作(zuo)用(yong)，還受到沖擊載荷(he)的作(zuo)用(yong)因(yin)此在(zai)設計零(ling)件(jian)和工具時，必須考慮所選(xuan)用(yong)材料的沖擊吸收(shou)收(shou)功。
GB/T 229-2007《金屬材料 夏比(bi)擺錘沖(chong)擊(ji)試驗(yan)方法》規定，用一(yi)定尺寸和形狀不同的(de)夏比(bi)標準試樣(yang)，在擺錘式一(yi)次沖(chong)擊(ji)試驗(yan)機(ji)上進行沖(chong)擊(ji)試驗(yan)，以沖(chong)擊(ji)試樣(yang)時所消耗(hao)的(de)沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)來(lai)測定鋼鐵材料的(de)沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)。符(fu)號(hao)為Ak，單位為J。
在原(yuan)標準中(zhong)用試樣斷口(kou)處截面積SN去除Ak即得到沖(chong)擊韌度，用αk表示，單(dan)位為J／c㎡。
對(dui)一般(ban)鋼(gang)材(cai)來說，所測沖擊吸收功Ak越大(da)，材(cai)料的韌性(xing)越好。本書在一些鋼(gang)號力學性(xing)能上都標有其Ak值，可供(gong)選材(cai)時參考。
本書上面介(jie)紹了鋼(gang)的(de)力學性能(neng)，在選(xuan)(xuan)擇不銹鋼(gang)材料時很重要(yao)，因為不銹鋼(gang)工(gong)件在使用時要(yao)承(cheng)受載荷，不銹鋼(gang)容器要(yao)承(cheng)受一定壓力，圖(tu)2-1中給出(chu)了13種基本不銹鋼(gang)的(de)耐(nai)蝕(shi)性和(he)強度的(de)相互關系，供(gong)選(xuan)(xuan)材時參(can)考。
