不銹鋼最(zui)常用的(de)力學性(xing)能試(shi)(shi)驗(yan)有硬度試(shi)(shi)驗(yan)、靜拉伸試(shi)(shi)驗(yan)和沖擊試(shi)(shi)驗(yan)。

根(gen)據不銹鋼熱(re)處理類型的不同，經常(chang)采(cai)用的有布氏(shi)硬度試(shi)(shi)驗、洛氏(shi)硬度試(shi)(shi)驗、維氏(shi)硬度試(shi)(shi)驗等(deng)。

1. 布氏硬度試(shi)驗

布氏硬度試(shi)(shi)驗是對一定直徑的硬質合(he)金球(qiu)（過去也常用鋼球(qiu)）施加試(shi)(shi)驗力壓人試(shi)(shi)樣表面(mian)，經(jing)規(gui)定的保持時間后，卸除試(shi)(shi)驗力，再(zai)測量試(shi)(shi)樣表面(mian)壓痕的直徑。見圖(tu)9-1。

根據(ju)試驗力、壓(ya)球直(zhi)徑(jing)、壓(ya)痕直(zhi)徑(jing)來(lai)確定布氏硬度值

  在實際試(shi)驗(yan)時(shi)，根(gen)據(ju)試(shi)驗(yan)材料種類、試(shi)樣(yang)尺寸、硬度(du)范圍等因素，采用(yong)不同直徑(jing)的壓球(qiu)（常用(yong)球(qiu)的直徑(jing)有(you)10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據(ju)零(ling)件的硬度(du)程度(du)，可采用(yong)不同的F/D比值，可有(you)30、10、5、2.5、1.因此，試(shi)驗(yan)力最(zui)(zui)小為(wei)9.807N,最(zui)(zui)大為(wei)29420N.加載(zai)保(bao)持時(shi)間一般為(wei)10~15s,也有(you)20s或(huo)更長的。

 在實際(ji)試驗時，可根據(ju)壓(ya)痕(hen)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)直(zhi)(zhi)接查表確(que)定(ding)布(bu)氏硬度值。表9-1給出了不同壓(ya)球直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)在相應的載荷下，依據(ju)壓(ya)痕(hen)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)確(que)定(ding)的布(bu)氏硬度值。

 在提交布氏(shi)硬(ying)(ying)度試(shi)驗報告時(shi)，除注(zhu)明(ming)硬(ying)(ying)度值外，還應標明(ming)采用的(de)球材質(zhi)、球直徑、試(shi)驗力及試(shi)驗力下(xia)的(de)保持時(shi)間。

［例1]  285HBW10/3000,表示用直徑10mm的硬質合金球，施加29420N(3000kgf)試驗力，保持10~15s條件(jian)下測得的布氏硬度值(zhi)為285。

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

  進行布氏硬度(du)(du)試驗時，試樣(yang)表(biao)面應光滑、平坦，表(biao)面潔凈，表(biao)面粗糙度(du)(du)一般不(bu)大(da)于R.1.6μm.試樣(yang)厚度(du)(du)應大(da)于壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)深度(du)(du)的(de)(de)8倍(bei)以(yi)上。試驗壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)中心距(ju)(ju)試樣(yang)邊緣(yuan)的(de)(de)距(ju)(ju)離應大(da)于壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)直徑(jing)2.5倍(bei)以(yi)上，兩相(xiang)鄰壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)之間的(de)(de)中心距(ju)(ju)離至(zhi)少為壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)直徑(jing)的(de)(de)3倍(bei)。

 測(ce)(ce)量(liang)壓痕(hen)(hen)時，應在(zai)同(tong)一壓痕(hen)(hen)的垂(chui)直方向(xiang)分別測(ce)(ce)量(liang)，取兩個實測(ce)(ce)值的平(ping)均值為壓痕(hen)(hen)直徑值。

 國家標準GB/T231.1《金屬布氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)第1部(bu)分：試(shi)(shi)驗(yan)方法》中，規定了(le)試(shi)(shi)驗(yan)設備、試(shi)(shi)樣(yang)要求、試(shi)(shi)驗(yan)方法及一些注意事項。

 在(zai)熱(re)處理生產(chan)現場，對于(yu)大型工件無法用(yong)布(bu)(bu)氏硬(ying)(ying)度機(ji)試驗時，可采用(yong)便攜式或錘擊式布(bu)(bu)氏硬(ying)(ying)度計(ji)。這類簡易布(bu)(bu)氏硬(ying)(ying)度計(ji)的測量誤差(cha)較(jiao)大。

 布氏(shi)硬度(du)試驗適用于奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼固(gu)(gu)溶(rong)化(hua)、雙相不(bu)銹(xiu)鋼固(gu)(gu)溶(rong)化(hua)、馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼退火和調質以及(ji)沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼固(gu)(gu)溶(rong)、時效處理后的硬度(du)檢(jian)測(ce)。

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

洛氏硬度＝N-h4/S

式中：N為(wei)給定(ding)標尺的硬度數常數；S為(wei)給定(ding)標尺的單(dan)位(wei)（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)氏硬度的實(shi)測(ce)值均可在洛(luo)氏硬度計(ji)表盤或(huo)顯示屏中顯示。依(yi)據不(bu)銹鋼的種(zhong)類(lei)及熱處理(li)方式的不(bu)同，常用(yong)的有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例(li)3]  60HRC,表(biao)示用洛(luo)氏(shi)硬度C標尺(chi)測得的洛(luo)氏(shi)硬度為60.

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

 進行(xing)洛氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)時，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)應(ying)光滑平坦，表面(mian)潔凈，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)粗(cu)糙度(du)(du)不(bu)(bu)大(da)于(yu)0.8μm.對于(yu)用金剛石(shi)圓(yuan)錐壓(ya)(ya)(ya)(ya)頭(tou)(tou)進行(xing)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣或試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)(de)厚度(du)(du)應(ying)不(bu)(bu)小于(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)痕(hen)深(shen)度(du)(du)的(de)(de)10倍；對于(yu)用球壓(ya)(ya)(ya)(ya)頭(tou)(tou)進行(xing)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣或試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)(de)厚度(du)(du)不(bu)(bu)小于(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)痕(hen)深(shen)度(du)(du)的(de)(de)15倍。兩次壓(ya)(ya)(ya)(ya)痕(hen)的(de)(de)間(jian)距應(ying)大(da)于(yu)3倍壓(ya)(ya)(ya)(ya)痕(hen)直徑，壓(ya)(ya)(ya)(ya)痕(hen)距試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣邊緣應(ying)大(da)于(yu)2.5倍壓(ya)(ya)(ya)(ya)痕(hen)直徑。

 國家標(biao)準GB/T 230.1《金屬洛氏硬度試驗(yan)第1部分：試驗(yan)方(fang)法》中，規定了(le)試驗(yan)設(she)備、試樣要求、試驗(yan)方(fang)法及一些注意(yi)事項。

3. 維氏硬度試(shi)驗

 維氏硬(ying)度(du)試(shi)驗是將頂(ding)部兩相對面(mian)具有(you)規定角度(du)的正四棱錐體金剛(gang)石壓頭(tou)用(yong)試(shi)驗力壓入試(shi)樣表(biao)面(mian)，保持(chi)規定的時間后，卸除(chu)試(shi)驗力，測量試(shi)樣表(biao)面(mian)壓痕的對角線長度(du)來(lai)評定硬(ying)度(du)的試(shi)驗方法。維氏硬(ying)度(du)試(shi)驗原理見圖9-3.

 維氏(shi)硬度(du)值是試驗力除以壓(ya)痕(hen)表面積所得的商，壓(ya)痕(hen)被視為具有正方形基面并與壓(ya)頭角度(du)相同的理想形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為(wei)試驗力（N);d為(wei)壓痕(hen)兩個對角線長度的算術平(ping)均值（mm).

 在實際試驗(yan)中，根(gen)據試驗(yan)力的(de)(de)不同和壓痕(hen)的(de)(de)深淺，即壓痕(hen)兩對角(jiao)線(xian)算術平均值的(de)(de)不同，查(cha)表(biao)來(lai)確(que)定試驗(yan)件的(de)(de)維氏硬(ying)(ying)度值。提(ti)交報告時，應(ying)將(jiang)所(suo)采用的(de)(de)試驗(yan)力標(biao)志(zhi)在硬(ying)(ying)度符號的(de)(de)左下(xia)角(jiao)處。

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

我國標準GB/T 4340.1《金屬維氏(shi)(shi)硬(ying)度試(shi)驗第1部分：試(shi)驗方法》中，對試(shi)驗設備、試(shi)樣、試(shi)驗方法等都有明確(que)的規定。維氏(shi)(shi)硬(ying)度主要用來檢測淬火(huo)鋼和表面硬(ying)化(hua)處理件(jian)的硬(ying)度值。

表9-3是試(shi)驗(yan)(yan)力(li)為(wei)98N測得(de)的壓痕對(dui)角線長度對(dui)應的維(wei)氏(shi)硬(ying)度值，不同(tong)試(shi)驗(yan)(yan)力(li)，應查對(dui)應試(shi)驗(yan)(yan)力(li)的表。

 實(shi)測壓痕對角線(xian)超(chao)出表9-3的范圍時，硬度(du)值的評定方法(fa)如(ru)下。

  1. 將實測(ce)壓痕(hen)對角線長(chang)度值(zhi)的(de)小數(shu)(shu)點移動一位，變成(cheng)表中含有的(de)數(shu)(shu)值(zhi)。

  2. 按改變后(hou)的(de)對角線數值查表(biao)9-3中標示的(de)硬度值。

  3. 將(jiang)查得(de)的(de)硬度值(zhi)的(de)小數點向(xiang)對(dui)角(jiao)線小數點移(yi)動方向(xiang)相同方向(xiang)移(yi)兩(liang)位，所得(de)值(zhi)即(ji)為實(shi)測壓痕的(de)硬度值(zhi)。

 例如(ru)，壓痕對角(jiao)線實(shi)測(ce)值(zhi)為2.01mm,求其硬度值(zhi)。

  1. 將對(dui)角(jiao)線長度(du)實測值(zhi)2.01mm的小(xiao)數點(dian)向左移動一位，變(bian)成0.201mm.

  2. 查表9-3,對角線(xian)長度0.201mm的硬度值為459HV.

  3. 將459HV的小數點向(xiang)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(ying)的硬度值。

  對不(bu)銹鋼(gang)及(ji)其他金屬在不(bu)同熱(re)處理條件(jian)、狀態下的硬(ying)(ying)(ying)度檢測方法(fa)中(zhong)，除上面提到的布(bu)氏硬(ying)(ying)(ying)度試(shi)驗法(fa)，洛氏硬(ying)(ying)(ying)度試(shi)驗法(fa)、維氏硬(ying)(ying)(ying)度試(shi)驗法(fa)外，還有肖氏硬(ying)(ying)(ying)度試(shi)驗法(fa)（HS)、里氏硬(ying)(ying)(ying)度試(shi)驗法(fa)（HL)、顯(xian)微硬(ying)(ying)(ying)度試(shi)驗法(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(suan)見附(fu)表(biao)三，里氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)換算(suan)見附(fu)表(biao)四。硬(ying)度(du)(du)(du)換算(suan)值來源于不同資(zi)料，各表(biao)硬(ying)度(du)(du)(du)值之間可能略有(you)差別(bie)，僅(jin)供參考。材料硬(ying)度(du)(du)(du)與抗拉強度(du)(du)(du)有(you)一定的(de)關(guan)系(xi)，見附(fu)表(biao)五和附(fu)表(biao)六(liu)。