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(xiu)鋼(gang)的(de)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能主要是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)(du)、韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、塑性(xing)(xing)(xing)(xing)、疲勞(lao)和(he)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)等幾大部分。常用的(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)抗拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、屈服強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、抗彎強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、抗壓強(qiang)度(du)(du)(du)(du)和(he)抗扭(niu)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)等內容(rong)；塑性(xing)(xing)(xing)(xing)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)斷(duan)面收(shou)縮(suo)率(lv)和(he)斷(duan)后(hou)伸長率(lv)；韌性(xing)(xing)(xing)(xing)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功(gong)，過去曾用沖(chong)擊(ji)韌度(du)(du)(du)(du)；常用的(de)硬度(du)(du)(du)(du)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)有洛氏硬度(du)(du)(du)(du)、布氏硬度(du)(du)(du)(du)和(he)維氏硬度(du)(du)(du)(du)；疲勞(lao)是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)疲勞(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)；彈性(xing)(xing)(xing)(xing)主要是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)模量。
本書涉(she)及到(dao)的(de)不銹鋼的(de)力學性能指標有：抗拉(la)強度(du)、屈服點、屈服強度(du)、斷后伸長率、斷面收縮率、抗彎強度(du)、沖(chong)擊(ji)吸收功和沖(chong)擊(ji)韌度(du)、布氏硬(ying)(ying)度(du)、洛氏硬(ying)(ying)度(du)和維氏硬(ying)(ying)度(du)。
一、強(qiang)度
強度(du)是指在外力作(zuo)用下抵抗塑(su)性(xing)變形和斷(duan)裂的能(neng)力。常(chang)用的強度(du)指標有(you)抗拉強度(du)、屈服(fu)強度(du)和規定非(fei)比例延伸強度(du)。
1. 規定(ding)非(fei)比例(li)延伸強(qiang)度Rp（舊標準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(fu)強度
當金屬(shu)材(cai)料呈現屈(qu)(qu)服(fu)現象時(shi)，即在試驗期間達(da)到塑(su)性變形(xing)而力不增(zeng)加(jia)的應(ying)力點(dian)，分為上(shang)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)和下屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)，過去曾叫(jiao)“屈(qu)(qu)服(fu)點(dian)”。
a. 上屈服(fu)強度(du)是指(zhi)試樣發生(sheng)屈服(fu)時，應(ying)力首次(ci)下降前的(de)最(zui)高值(zhi)。符號為(wei)ReH單位為(wei)MPa。
b. 下(xia)屈(qu)服強度是指屈(qu)服期間不計初始瞬時效應的最(zui)低應力。符號為(wei)(wei)RcL，單位為(wei)(wei)MPa。
3. 抗(kang)拉強度
拉伸試驗(yan)時，最大力(Fm)除以試樣原(yuan)始橫(heng)截(jie)面積(S0)四為(wei)(wei)(wei)材料的(de)最大應(ying)力，等同原(yuan)σb。符號為(wei)(wei)(wei)Rm，單位為(wei)(wei)(wei)MPa。
二、塑性
材料斷(duan)(duan)(duan)裂前發生(sheng)不(bu)可迸(beng)永久變形的(de)能(neng)力叫塑(su)性。常用(yong)的(de)塑(su)性指(zhi)標有斷(duan)(duan)(duan)后伸(shen)長(chang)率和斷(duan)(duan)(duan)面收縮率。
（1）斷(duan)后(hou)(hou)伸(shen)長(chang)率 試樣(yang)拉(la)斷(duan)后(hou)(hou)，斷(duan)后(hou)(hou)標距的殘留伸(shen)長(chang)（Lu-L0）與原始標距（L0）之比(bi)稱(cheng)為斷(duan)后(hou)(hou)伸(shen)長(chang)率。符號(hao)為A，即
三、硬度
硬度實際上是指一個小(xiao)的金屬表面或很(hen)小(xiao)的體(ti)積內抵(di)抗(kang)彈性變形(xing)、塑性變形(xing)或抵(di)抗(kang)破裂的一種抗(kang)力。它是材料的彈性、強度、塑性、韌性等一系列(lie)不同力學性能組成的綜合性能指標，是選擇(ze)材料的重要依據。
由于硬(ying)(ying)度(du)試(shi)驗(yan)設備簡(jian)單(dan)，操作方(fang)便(bian)、迅速，又可直接在零件上(shang)進行試(shi)驗(yan)基(ji)本不破壞工件，因(yin)此在生(sheng)(sheng)產和(he)科研上(shang)應用得很(hen)廣。目前，在生(sheng)(sheng)產中應用最(zui)廣泛的硬(ying)(ying)度(du)是布氏硬(ying)(ying)度(du)、洛氏硬(ying)(ying)度(du)和(he)維氏硬(ying)(ying)度(du)。
1. 布氏硬度
布氏硬(ying)度的(de)(de)試(shi)驗原(yuan)理是對(dui)一(yi)定直(zhi)徑(jing)（mm）的(de)(de)硬(ying)質合金球施加試(shi)驗力(li)壓入試(shi)樣表(biao)面，經規定保持時(shi)間(jian)（s）后，卸除試(shi)驗力(li)，測(ce)定試(shi)樣表(biao)面壓痕的(de)(de)直(zhi)徑(jing)（mm），即(ji)求得布氏硬(ying)度值（HBW）。
布(bu)氏(shi)硬度(du)(du)值(zhi)的表示：布(bu)氏(shi)硬度(du)(du)符(fu)號(hao)用HBW表示。符(fu)號(hao)HBW前面數值(zhi)為硬度(du)(du)值(zhi)，符(fu)號(hao)后面是按如(ru)下順序表示試驗條件(jian)的指標(biao)：
a. 硬質合(he)金球(qiu)直(zhi)徑（mm）。
b. 試驗力大小(xiao)的數值(zhi)［（k）N］。
c. 與規定時間不(bu)同的試驗(yan)力保持(chi)時間（s）。
例1：255HBW5／750 表示用(yong)直徑(jing)5mm的(de)硬質合金球(qiu)在7.355kN試驗力下(xia)保(bao)持10～15s測(ce)定的(de)布氏硬度值為255（較短的(de)保(bao)持時間可不列出）。
例2：606HBW1／30／20表(biao)示用直(zhi)徑1mm的(de)硬質合金球在294.2N試驗(yan)力下保(bao)持20s，測定(ding)的(de)布氏硬度值為606。
鑒于(yu)有的(de)鋼鐵材料在技術標準中(zhong)給出(chu)的(de)要求值(zhi)是壓痕直徑，為便于(yu)進行換算，現列出(chu)平面硬度值(zhi)計算簡表，見表2-3。
布氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)摘自GB／T 231.1-2009《金屬(shu)材料(liao) 布氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗(yan) 第1部分：試(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)》。
2. 洛氏硬(ying)度
洛氏硬度(du)試(shi)驗(yan)法摘自GB／T 230.1-2009《金屬材(cai)料 洛氏硬度(du)試(shi)驗(yan) 第(di)1部(bu)分：試(shi)驗(yan)方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺(chi)）》。
洛氏硬度試驗(yan)法是目前工(gong)廠中應用最廣(guang)泛的試驗(yan)方法之(zhi)一(yi)。
洛(luo)氏(shi)硬度(du)試驗原理及洛(luo)氏(shi)硬度(du)表(biao)示：將壓(ya)頭（金(jin)(jin)剛石圓錐(zhui)、鋼球或硬質合(he)金(jin)(jin)球）分兩個步驟壓(ya)入試樣表(biao)面，經規定保持時間后，卸除主(zhu)(zhu)試驗力，測量被測試金(jin)(jin)屬表(biao)面在主(zhu)(zhu)試驗力下殘留的壓(ya)痕深度(du)以(yi)此來計算試件(jian)的硬度(du)值，即(ji)
洛(luo)氏硬(ying)(ying)度(du)試驗(yan)時(shi)，其硬(ying)(ying)度(du)值可從硬(ying)(ying)度(du)計的(de)(de)指示(shi)器(qi)上直接(jie)讀出，而無需(xu)測量壓痕深(shen)度(du)，硬(ying)(ying)度(du)值只表(biao)示(shi)高低(di)故(gu)而沒有單(dan)位。本書常用的(de)(de)洛(luo)氏硬(ying)(ying)度(du)值為HRC、HRB。現(xian)把工廠(chang)常用的(de)(de)三種硬(ying)(ying)度(du)標尺及試驗(yan)范圍列于表(biao)2-4。
測(ce)出(chu)硬度(du)值(zhi)后，應標明硬度(du)值(zhi)符號（用球測(ce)量應表(biao)明壓(ya)頭(tou)代號，鋼(gang)球為S，硬質合金球為W）。
例(li)如(ru)，59HRC表示用(yong)C標(biao)尺(chi)測(ce)(ce)得(de)(de)洛氏(shi)硬(ying)度值為59；60HRBW表示用(yong)硬(ying)質(zhi)合金(jin)球(qiu)壓(ya)頭在(zai)B標(biao)尺(chi)上(shang)測(ce)(ce)得(de)(de)的洛氏(shi)硬(ying)度值為60。
洛氏硬度試(shi)驗(yan)法(fa)的(de)優(you)點是操(cao)作簡(jian)便、迅速(su)，壓痕(hen)較小，故可在工(gong)件表面或較薄的(de)金屬(shu)上進行試(shi)驗(yan)，并適于大量生產中的(de)成品檢查，適于各種軟(ruan)硬材料(liao)。
3. 維(wei)氏硬度
維氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)驗摘自GB/T 4340.1-2009《金屬材料(liao) 維氏硬度(du)(du)試(shi)(shi)驗 第(di)1部分：試(shi)(shi)驗方法》。
其試(shi)驗(yan)原理(li)是將頂部兩相對(dui)面(mian)具有規定角度(du)的正四棱錐(zhui)體金(jin)剛石壓頭，用試(shi)驗(yan)力壓入試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)，保(bao)持規定時間后(hou)，卸(xie)除試(shi)驗(yan)力，并通過測量試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)壓痕對(dui)角線長度(du)來確定試(shi)件硬度(du)。所得硬度(du)值用符號(hao)HV表(biao)示(shi)。
HV可根據壓痕(hen)對角線平均長度d值查(cha)表(biao)求出，也可用公式(shi)HV=0.1891F/d2計算求出。
例(li)如(ru)，640HV30表(biao)示(shi)在試(shi)驗(yan)(yan)力(li)(li)294.2N下保(bao)持10～15s，測得的(de)維氏(shi)硬度值(zhi)(zhi)為(wei)640（HV后面數值(zhi)(zhi)為(wei)試(shi)驗(yan)(yan)力(li)(li)值(zhi)(zhi)，試(shi)驗(yan)(yan)力(li)(li)保(bao)持時間10～15s不標注）；640HV30/20 表(biao)示(shi)在試(shi)驗(yan)(yan)力(li)(li)為(wei)294.2N下保(bao)持20s，測得的(de)維氏(shi)硬度值(zhi)(zhi)為(wei)640。
四、沖擊吸收功(gong)
機械零件在服役(yi)過(guo)程中不僅受到(dao)(dao)靜載荷(he)與變動載荷(he)的作(zuo)用，還受到(dao)(dao)沖(chong)擊載荷(he)的作(zuo)用因此(ci)在設計零件和工具(ju)時(shi)，必須考慮所選用材料的沖(chong)擊吸收收功。
GB/T 229-2007《金屬材料 夏比(bi)擺錘(chui)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)驗方法》規定，用一(yi)定尺寸和(he)形(xing)狀(zhuang)不同的夏比(bi)標準試(shi)樣(yang)，在擺錘(chui)式一(yi)次沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)驗機上進行沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)驗，以沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)樣(yang)時所消耗(hao)的沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸收功來測(ce)定鋼鐵材料的沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸收功。符(fu)號為Ak，單位(wei)為J。
在原標準中用(yong)試樣斷口處(chu)截面積SN去除Ak即得到沖擊韌度，用(yong)αk表示，單位為J／c㎡。
對一(yi)般鋼材來說，所測沖擊吸收功(gong)Ak越大，材料的韌性(xing)越好。本書在(zai)一(yi)些鋼號力學性(xing)能上(shang)都標有其Ak值，可供(gong)選材時(shi)參考。
本書上面介(jie)紹了鋼(gang)(gang)的力(li)(li)學性能(neng)，在(zai)選擇不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料時(shi)很(hen)重要(yao)，因為不銹(xiu)鋼(gang)(gang)工件在(zai)使用時(shi)要(yao)承(cheng)受(shou)載荷，不銹(xiu)鋼(gang)(gang)容器要(yao)承(cheng)受(shou)一定壓力(li)(li)，圖2-1中給出了13種基本不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的耐(nai)蝕性和強度的相互關(guan)系(xi)，供選材時(shi)參考。
