不銹(xiu)鋼最常用的力學性(xing)能試(shi)驗(yan)(yan)有硬度(du)試(shi)驗(yan)(yan)、靜拉伸試(shi)驗(yan)(yan)和沖擊試(shi)驗(yan)(yan)。

根據不銹鋼熱處理類型的不同(tong)，經常(chang)采用的有(you)布氏(shi)硬度(du)試驗(yan)、洛氏(shi)硬度(du)試驗(yan)、維氏(shi)硬度(du)試驗(yan)等。

1. 布(bu)氏硬度(du)試驗

布(bu)氏硬度試驗是對一定直徑的(de)(de)硬質(zhi)合(he)金(jin)球（過去也常(chang)用鋼球）施(shi)加試驗力壓人試樣表(biao)面，經規定的(de)(de)保(bao)持(chi)時間后，卸(xie)除試驗力，再測(ce)量(liang)試樣表(biao)面壓痕的(de)(de)直徑。見圖(tu)9-1。

根據試驗力、壓球直徑(jing)、壓痕直徑(jing)來確(que)定布氏硬度值

  在實際試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時，根(gen)據(ju)(ju)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)材料(liao)種類、試(shi)(shi)樣尺寸(cun)、硬度范圍等因(yin)素，采用不同直(zhi)徑的壓(ya)球（常用球的直(zhi)徑有(you)(you)10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據(ju)(ju)零件的硬度程度，可采用不同的F/D比值，可有(you)(you)30、10、5、2.5、1.因(yin)此，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)力最(zui)小(xiao)為(wei)9.807N,最(zui)大為(wei)29420N.加載保持時間一般(ban)為(wei)10~15s,也有(you)(you)20s或更長(chang)的。

 在(zai)實際(ji)試驗時，可根據(ju)壓痕直徑(jing)直接查(cha)表(biao)(biao)確定布(bu)氏硬度值(zhi)。表(biao)(biao)9-1給(gei)出了不同壓球直徑(jing)在(zai)相應的載荷下，依據(ju)壓痕直徑(jing)確定的布(bu)氏硬度值(zhi)。

 在(zai)提交(jiao)布氏硬度試(shi)驗報告時(shi)(shi)，除注(zhu)明(ming)硬度值(zhi)外，還應標明(ming)采用的球材質、球直(zhi)徑、試(shi)驗力(li)及試(shi)驗力(li)下的保(bao)持時(shi)(shi)間(jian)。

［例1]  285HBW10/3000,表示用直徑10mm的(de)硬質(zhi)合金(jin)球，施加29420N(3000kgf)試驗力(li)，保持10~15s條件下(xia)測得(de)的(de)布氏硬度值為285。

［例(li)2]  269HBS5/125/20,表示用直徑5mm的鋼球，施加1226N(125kgf)試驗力，保(bao)持20s條件下測得的布氏(shi)硬度值為269。

  進行布(bu)氏硬度(du)試(shi)(shi)驗時，試(shi)(shi)樣表面(mian)應(ying)光滑、平坦(tan)，表面(mian)潔凈，表面(mian)粗糙(cao)度(du)一般不大(da)于R.1.6μm.試(shi)(shi)樣厚度(du)應(ying)大(da)于壓痕深度(du)的8倍以上(shang)。試(shi)(shi)驗壓痕中(zhong)心距試(shi)(shi)樣邊緣的距離(li)應(ying)大(da)于壓痕直徑2.5倍以上(shang)，兩相鄰(lin)壓痕之間的中(zhong)心距離(li)至(zhi)少為(wei)壓痕直徑的3倍。

 測(ce)量(liang)壓痕時(shi)，應在同一壓痕的垂直方向分別測(ce)量(liang)，取兩個實測(ce)值的平均值為壓痕直徑值。

 國家標(biao)準GB/T231.1《金屬布氏硬度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方法(fa)》中，規定了試(shi)驗(yan)設備、試(shi)樣要求、試(shi)驗(yan)方法(fa)及一些注意事項。

 在(zai)熱處理生產現場，對(dui)于(yu)大(da)型(xing)工件(jian)無法用布氏(shi)硬度(du)機(ji)試驗時，可采用便攜式或錘(chui)擊式布氏(shi)硬度(du)計(ji)。這(zhe)類簡易布氏(shi)硬度(du)計(ji)的測量誤差(cha)較大(da)。

 布氏硬(ying)度試驗適(shi)用(yong)于奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)化、雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)化、馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)退火和調質以(yi)及沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)固(gu)溶(rong)、時效(xiao)處理(li)后的硬(ying)度檢(jian)測。

2. 洛(luo)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

洛氏硬度＝N-h4/S

式中：N為給(gei)定標尺的硬度(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。

 洛氏(shi)硬度(du)的實測值均可在洛氏(shi)硬度(du)計表盤或(huo)顯(xian)(xian)示(shi)屏中(zhong)顯(xian)(xian)示(shi)。依據(ju)不銹鋼的種類(lei)及熱(re)處理方式(shi)的不同(tong)，常用的有HRA、HRB、HRC、HRN等(deng)。

［例3]  60HRC,表示用(yong)洛氏(shi)(shi)硬度(du)C標尺測得的洛氏(shi)(shi)硬度(du)為(wei)60.

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

 進(jin)行(xing)洛氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時，試(shi)(shi)樣表(biao)面應(ying)光滑平坦，表(biao)面潔凈，試(shi)(shi)樣表(biao)面粗(cu)糙(cao)度(du)(du)不(bu)(bu)大(da)于(yu)0.8μm.對(dui)于(yu)用(yong)金剛石圓錐壓(ya)頭進(jin)行(xing)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，試(shi)(shi)樣或試(shi)(shi)驗(yan)(yan)層的(de)厚度(du)(du)應(ying)不(bu)(bu)小于(yu)殘余(yu)壓(ya)痕深度(du)(du)的(de)10倍；對(dui)于(yu)用(yong)球壓(ya)頭進(jin)行(xing)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，試(shi)(shi)樣或試(shi)(shi)驗(yan)(yan)層的(de)厚度(du)(du)不(bu)(bu)小于(yu)殘余(yu)壓(ya)痕深度(du)(du)的(de)15倍。兩次壓(ya)痕的(de)間距(ju)應(ying)大(da)于(yu)3倍壓(ya)痕直徑，壓(ya)痕距(ju)試(shi)(shi)樣邊緣(yuan)應(ying)大(da)于(yu)2.5倍壓(ya)痕直徑。

 國家標(biao)準GB/T 230.1《金屬(shu)洛(luo)氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方(fang)法》中，規定了(le)試(shi)驗(yan)設備(bei)、試(shi)樣要求(qiu)、試(shi)驗(yan)方(fang)法及一些注意事項。

3. 維氏硬度試驗

 維(wei)氏硬(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)是(shi)將頂部兩(liang)相對(dui)面(mian)具(ju)有規定角度(du)(du)的正四棱錐體金剛石壓頭用試(shi)(shi)驗(yan)力壓入試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)，保持(chi)規定的時間后(hou)，卸除(chu)試(shi)(shi)驗(yan)力，測量試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)壓痕的對(dui)角線長度(du)(du)來評定硬(ying)度(du)(du)的試(shi)(shi)驗(yan)方法。維(wei)氏硬(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)原理見圖9-3.

 維氏(shi)硬度(du)值是試驗力除(chu)以壓(ya)痕表面(mian)積所得的(de)(de)商(shang)，壓(ya)痕被視(shi)為具有正方(fang)形基面(mian)并與壓(ya)頭角度(du)相(xiang)同的(de)(de)理想形狀(zhuang)。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式(shi)中：F為(wei)試(shi)驗力（N);d為(wei)壓痕兩(liang)個對角線長度的算(suan)術平均值（mm).

 在(zai)實際(ji)試(shi)驗(yan)中，根據(ju)試(shi)驗(yan)力的(de)(de)(de)不同(tong)和壓(ya)痕(hen)的(de)(de)(de)深淺，即壓(ya)痕(hen)兩對角線算術(shu)平均值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)不同(tong)，查表(biao)來確(que)定試(shi)驗(yan)件的(de)(de)(de)維氏硬(ying)度值(zhi)(zhi)。提(ti)交報告時(shi)，應將(jiang)所采用的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)力標志在(zai)硬(ying)度符號(hao)的(de)(de)(de)左下角處。

 例：用試(shi)驗力49.03N所(suo)測的硬(ying)度值(zhi)為700時，標示為700HV5（49.03N≈5kgf).

我國標準(zhun)GB/T 4340.1《金(jin)屬維(wei)氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)》中，對試(shi)(shi)驗(yan)設備、試(shi)(shi)樣、試(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)等都有明確的(de)規定。維(wei)氏硬度(du)主要用來檢測(ce)淬火鋼和表面(mian)硬化處理件的(de)硬度(du)值(zhi)。

表9-3是試驗(yan)力(li)為(wei)98N測得的(de)壓痕(hen)對(dui)角線長度(du)對(dui)應的(de)維氏硬度(du)值，不同(tong)試驗(yan)力(li)，應查對(dui)應試驗(yan)力(li)的(de)表。

 實(shi)測(ce)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. 將實測壓痕對角(jiao)線長(chang)度(du)值(zhi)的小數(shu)點(dian)移動一位，變成表中含有的數(shu)值(zhi)。

  2. 按改變(bian)后的對角線數(shu)值(zhi)查表9-3中標示的硬度值(zhi)。

  3. 將查得的(de)(de)硬度值(zhi)的(de)(de)小(xiao)數點(dian)向(xiang)對(dui)角線(xian)小(xiao)數點(dian)移動方(fang)向(xiang)相同(tong)方(fang)向(xiang)移兩(liang)位，所得值(zhi)即為實測(ce)壓痕(hen)的(de)(de)硬度值(zhi)。

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

  1. 將對角線長度(du)實測(ce)值2.01mm的小數點向左移動一(yi)位，變成0.201mm.

  2. 查表9-3,對角線長度(du)0.201mm的硬度(du)值為(wei)459HV.

  3. 將(jiang)459HV的小數點向左移(yi)動兩位，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓(ya)痕(hen)對角(jiao)線為2.01mm時所對應的硬度值(zhi)。

  對不(bu)銹鋼及其他金屬在不(bu)同(tong)熱處理條件(jian)、狀態下的硬(ying)度(du)(du)(du)(du)檢測方法(fa)(fa)(fa)中，除上面提(ti)到的布(bu)氏硬(ying)度(du)(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)法(fa)(fa)(fa)，洛氏硬(ying)度(du)(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)法(fa)(fa)(fa)、維氏硬(ying)度(du)(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)法(fa)(fa)(fa)外，還(huan)有肖氏硬(ying)度(du)(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)法(fa)(fa)(fa)（HS)、里氏硬(ying)度(du)(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)法(fa)(fa)(fa)（HL)、顯微硬(ying)度(du)(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)法(fa)(fa)(fa)等。

 肖氏硬(ying)度(du)與洛(luo)氏硬(ying)度(du)的換(huan)算見附表(biao)三，里氏硬(ying)度(du)換(huan)算見附表(biao)四。硬(ying)度(du)換(huan)算值來源于(yu)不同資料(liao)(liao)，各表(biao)硬(ying)度(du)值之間(jian)可能略有差別，僅供參考。材料(liao)(liao)硬(ying)度(du)與抗拉強度(du)有一定的關系，見附表(biao)五和附表(biao)六。