不銹(xiu)鋼最(zui)常用(yong)的(de)力學性(xing)能試(shi)(shi)驗(yan)有硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)、靜拉伸試(shi)(shi)驗(yan)和沖擊試(shi)(shi)驗(yan)。

根據不銹鋼(gang)熱處理類型的不同，經常采(cai)用的有布氏硬(ying)度(du)試(shi)驗、洛氏硬(ying)度(du)試(shi)驗、維氏硬(ying)度(du)試(shi)驗等(deng)。

1. 布(bu)氏硬度試驗

布氏硬(ying)度試(shi)驗是對一(yi)定直徑的(de)(de)硬(ying)質(zhi)合金(jin)球(qiu)（過(guo)去也常用(yong)鋼(gang)球(qiu)）施加(jia)試(shi)驗力(li)壓人試(shi)樣表面，經規(gui)定的(de)(de)保持(chi)時間后，卸除(chu)試(shi)驗力(li)，再(zai)測量試(shi)樣表面壓痕的(de)(de)直徑。見圖9-1。

根據試驗力、壓(ya)球直徑、壓(ya)痕(hen)直徑來(lai)確(que)定布氏硬度值

  在實(shi)際試(shi)驗(yan)時，根(gen)據試(shi)驗(yan)材料種類、試(shi)樣尺寸、硬(ying)度(du)范圍等因素，采用不(bu)同直(zhi)徑(jing)(jing)的(de)壓球（常用球的(de)直(zhi)徑(jing)(jing)有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件(jian)的(de)硬(ying)度(du)程度(du)，可采用不(bu)同的(de)F/D比(bi)值，可有30、10、5、2.5、1.因此，試(shi)驗(yan)力最小(xiao)為(wei)(wei)9.807N,最大為(wei)(wei)29420N.加載保持時間一(yi)般為(wei)(wei)10~15s,也有20s或更長(chang)的(de)。

 在實際試驗時(shi)，可根據壓痕直(zhi)(zhi)徑直(zhi)(zhi)接查表(biao)確定布(bu)氏硬度值(zhi)。表(biao)9-1給(gei)出了不同(tong)壓球(qiu)直(zhi)(zhi)徑在相應的(de)載荷(he)下，依據壓痕直(zhi)(zhi)徑確定的(de)布(bu)氏硬度值(zhi)。

 在提交布氏硬(ying)度試驗報告時(shi)，除注(zhu)明(ming)硬(ying)度值外，還應標明(ming)采(cai)用的球(qiu)材質(zhi)、球(qiu)直徑、試驗力及試驗力下的保持時(shi)間。

［例(li)1]  285HBW10/3000,表(biao)示用(yong)直徑10mm的硬質合金球，施加29420N(3000kgf)試驗(yan)力(li)，保持(chi)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(yong)直(zhi)徑5mm的鋼球，施加1226N(125kgf)試驗力，保持(chi)20s條(tiao)件(jian)下測得的布氏硬度值為269。

  進行布氏硬(ying)度(du)試驗(yan)時，試樣表面應(ying)(ying)光滑、平坦(tan)，表面潔凈，表面粗糙度(du)一般不(bu)大(da)(da)于R.1.6μm.試樣厚度(du)應(ying)(ying)大(da)(da)于壓(ya)痕深度(du)的(de)8倍以上(shang)。試驗(yan)壓(ya)痕中心距(ju)(ju)試樣邊緣(yuan)的(de)距(ju)(ju)離應(ying)(ying)大(da)(da)于壓(ya)痕直徑(jing)(jing)2.5倍以上(shang)，兩(liang)相鄰壓(ya)痕之間(jian)的(de)中心距(ju)(ju)離至少為壓(ya)痕直徑(jing)(jing)的(de)3倍。

 測量壓痕(hen)時，應在同一壓痕(hen)的垂(chui)直方向(xiang)分別測量，取兩個實測值的平(ping)均(jun)值為(wei)壓痕(hen)直徑值。

 國家標準(zhun)GB/T231.1《金屬布氏硬度試(shi)(shi)(shi)驗第1部分：試(shi)(shi)(shi)驗方法》中，規定(ding)了試(shi)(shi)(shi)驗設備、試(shi)(shi)(shi)樣要求、試(shi)(shi)(shi)驗方法及一些注(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)。

 在(zai)熱處(chu)理生(sheng)產現場，對于大(da)型工件無法用(yong)布氏硬度(du)(du)機試驗時，可(ke)采(cai)用(yong)便攜式(shi)或錘擊式(shi)布氏硬度(du)(du)計(ji)。這類簡易(yi)布氏硬度(du)(du)計(ji)的測量誤差(cha)較大(da)。

 布氏(shi)(shi)硬度試驗適用(yong)于奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)固溶(rong)(rong)化、雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)固溶(rong)(rong)化、馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)退火和調(diao)質以及沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)固溶(rong)(rong)、時效處理后的(de)硬度檢測。

2. 洛氏硬度(du)試(shi)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

洛氏硬(ying)度＝N-h4/S

式中(zhong)：N為給定(ding)標尺的硬度(du)數常數；S為給定(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)(luo)氏硬度的實測值均可在洛(luo)(luo)氏硬度計表盤或顯(xian)示屏(ping)中顯(xian)示。依據(ju)不銹鋼的種類及熱處(chu)理方(fang)式的不同(tong)，常用(yong)的有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例(li)3]  60HRC,表示用洛(luo)氏(shi)硬度(du)C標(biao)尺測(ce)得(de)的洛(luo)氏(shi)硬度(du)為60.

［例4]  60HRB,表(biao)示用洛氏硬(ying)度B標(biao)尺，測得的洛氏硬(ying)度為60.

 進行洛氏(shi)硬度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)時，試(shi)(shi)樣表(biao)面應(ying)(ying)光滑平坦(tan)，表(biao)面潔凈，試(shi)(shi)樣表(biao)面粗糙度(du)(du)不(bu)(bu)大(da)(da)于(yu)0.8μm.對(dui)于(yu)用(yong)金剛石(shi)圓錐壓頭進行的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣或試(shi)(shi)驗(yan)層的(de)(de)厚(hou)度(du)(du)應(ying)(ying)不(bu)(bu)小(xiao)于(yu)殘余壓痕(hen)(hen)深度(du)(du)的(de)(de)10倍(bei)；對(dui)于(yu)用(yong)球壓頭進行的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣或試(shi)(shi)驗(yan)層的(de)(de)厚(hou)度(du)(du)不(bu)(bu)小(xiao)于(yu)殘余壓痕(hen)(hen)深度(du)(du)的(de)(de)15倍(bei)。兩次壓痕(hen)(hen)的(de)(de)間(jian)距(ju)(ju)應(ying)(ying)大(da)(da)于(yu)3倍(bei)壓痕(hen)(hen)直(zhi)徑(jing)，壓痕(hen)(hen)距(ju)(ju)試(shi)(shi)樣邊緣(yuan)應(ying)(ying)大(da)(da)于(yu)2.5倍(bei)壓痕(hen)(hen)直(zhi)徑(jing)。

 國(guo)家(jia)標準GB/T 230.1《金屬洛氏硬度試(shi)驗(yan)第(di)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(ji)一些注意事項。

3. 維氏硬度試驗

 維(wei)氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)是將頂部兩相對(dui)面具有規定角(jiao)度(du)(du)的(de)正四(si)棱錐(zhui)體(ti)金剛石壓頭用試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力壓入試(shi)(shi)(shi)樣表面，保持(chi)規定的(de)時(shi)間后(hou)，卸除(chu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力，測量試(shi)(shi)(shi)樣表面壓痕的(de)對(dui)角(jiao)線長(chang)度(du)(du)來評定硬度(du)(du)的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方法。維(wei)氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)原理見圖9-3.

 維氏(shi)硬度(du)(du)值是(shi)試驗力除以壓(ya)痕(hen)表面積所得的商，壓(ya)痕(hen)被(bei)視(shi)為具(ju)有正方形基面并與壓(ya)頭角(jiao)度(du)(du)相同的理想形狀(zhuang)。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為試(shi)驗力(li)（N);d為壓痕兩個對(dui)角線長度的算術平均值(zhi)（mm).

 在實際試驗(yan)中，根據試驗(yan)力(li)的不同和壓(ya)痕的深淺，即壓(ya)痕兩對角線算術平均值的不同，查表來確定(ding)試驗(yan)件的維氏(shi)硬(ying)度值。提交報告時(shi)，應將所(suo)采用(yong)的試驗(yan)力(li)標(biao)志在硬(ying)度符號的左(zuo)下角處。

 例：用試(shi)驗(yan)力49.03N所測的硬度值(zhi)為700時，標示為700HV5（49.03N≈5kgf).

我(wo)國標準GB/T 4340.1《金屬維(wei)氏硬(ying)(ying)度(du)試驗(yan)第1部分(fen)：試驗(yan)方法(fa)》中，對試驗(yan)設備、試樣、試驗(yan)方法(fa)等都(dou)有明(ming)確的規定。維(wei)氏硬(ying)(ying)度(du)主要用來檢測淬火鋼(gang)和表面硬(ying)(ying)化處理件的硬(ying)(ying)度(du)值。

表9-3是(shi)試(shi)驗力為98N測(ce)得的壓痕對(dui)角線長度(du)(du)對(dui)應(ying)的維氏硬(ying)度(du)(du)值，不同試(shi)驗力，應(ying)查(cha)對(dui)應(ying)試(shi)驗力的表。

 實測(ce)壓(ya)痕對角線超(chao)出表9-3的范(fan)圍時，硬度(du)值的評定方法如(ru)下。

  1. 將實測壓(ya)痕對角線(xian)長度值(zhi)的小(xiao)數(shu)(shu)點移動一位，變成表中含有(you)的數(shu)(shu)值(zhi)。

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

  3. 將查得的硬度值的小(xiao)數(shu)點向對角線小(xiao)數(shu)點移動方(fang)向相同方(fang)向移兩(liang)位，所得值即為實測壓痕的硬度值。

 例如，壓痕對角線實測值(zhi)為2.01mm,求其硬度值(zhi)。

  1. 將對角線長度實測(ce)值2.01mm的小數點向(xiang)左(zuo)移動一(yi)位(wei)，變成0.201mm.

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

  3. 將459HV的小數點向左移動(dong)兩位，為(wei)4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕對角線為2.01mm時所對應(ying)的硬(ying)度值。

  對不銹鋼及其(qi)他金屬在(zai)不同熱處理條件(jian)、狀態下的硬(ying)(ying)(ying)度(du)檢(jian)測(ce)方法(fa)中，除上面提到的布氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)，洛氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)、維氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)外，還有肖氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)（HS)、里(li)氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)（HL)、顯微硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗(yan)法(fa)等(deng)。

 肖氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)與洛氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)的換算見(jian)附(fu)表(biao)三，里氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)換算見(jian)附(fu)表(biao)四。硬(ying)度(du)(du)(du)換算值(zhi)來源于不同資料(liao)，各表(biao)硬(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)之間可能略(lve)有差別，僅供參考(kao)。材料(liao)硬(ying)度(du)(du)(du)與抗拉(la)強度(du)(du)(du)有一定的關系，見(jian)附(fu)表(biao)五和附(fu)表(biao)六。