不銹鋼(gang)最常用的力學性能試(shi)(shi)驗(yan)有硬度試(shi)(shi)驗(yan)、靜(jing)拉伸(shen)試(shi)(shi)驗(yan)和沖(chong)擊試(shi)(shi)驗(yan)。

根據不銹鋼熱處理類型的不同，經常采用的有布氏硬(ying)度(du)(du)試(shi)驗(yan)、洛(luo)氏硬(ying)度(du)(du)試(shi)驗(yan)、維氏硬(ying)度(du)(du)試(shi)驗(yan)等。

1. 布(bu)氏硬度試驗(yan)

布氏硬度試(shi)(shi)驗(yan)是(shi)對一定直徑的硬質(zhi)合金球（過(guo)去也常用鋼球）施加(jia)試(shi)(shi)驗(yan)力壓人試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面，經(jing)規定的保持時間后，卸除試(shi)(shi)驗(yan)力，再測量試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表面壓痕(hen)的直徑。見圖9-1。

根據試驗力、壓球(qiu)直(zhi)徑、壓痕直(zhi)徑來確定布(bu)氏硬(ying)度值

  在實際試(shi)驗時(shi)，根(gen)據試(shi)驗材料種類、試(shi)樣尺寸(cun)、硬度范(fan)圍等因(yin)素，采(cai)用(yong)不(bu)同直徑的(de)壓球（常用(yong)球的(de)直徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件的(de)硬度程度，可采(cai)用(yong)不(bu)同的(de)F/D比(bi)值，可有30、10、5、2.5、1.因(yin)此，試(shi)驗力最小為(wei)9.807N,最大為(wei)29420N.加載保持時(shi)間一(yi)般(ban)為(wei)10~15s,也有20s或(huo)更長的(de)。

 在實(shi)際試(shi)驗時(shi)，可根(gen)據壓痕(hen)直(zhi)(zhi)徑直(zhi)(zhi)接查(cha)表確(que)定(ding)(ding)布氏硬度(du)值(zhi)。表9-1給出(chu)了不同壓球直(zhi)(zhi)徑在相(xiang)應的(de)載荷下，依據壓痕(hen)直(zhi)(zhi)徑確(que)定(ding)(ding)的(de)布氏硬度(du)值(zhi)。

 在提(ti)交布氏硬度試驗報(bao)告時，除(chu)注明(ming)硬度值外(wai)，還應標明(ming)采用(yong)的球(qiu)材質(zhi)、球(qiu)直徑、試驗力(li)及(ji)試驗力(li)下(xia)的保(bao)持時間。

［例1]  285HBW10/3000,表示用直徑10mm的硬質(zhi)合金(jin)球，施加29420N(3000kgf)試(shi)驗力，保持10~15s條件(jian)下測得的布氏(shi)硬度(du)值(zhi)為285。

［例2]  269HBS5/125/20,表示用直徑5mm的(de)(de)鋼球，施(shi)加1226N(125kgf)試驗(yan)力，保持(chi)20s條(tiao)件下測得的(de)(de)布(bu)氏硬度值(zhi)為269。

  進(jin)行布氏硬(ying)度(du)試驗(yan)時，試樣表面應光滑、平(ping)坦，表面潔凈，表面粗糙度(du)一(yi)般不(bu)大于R.1.6μm.試樣厚(hou)度(du)應大于壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)深度(du)的(de)(de)8倍(bei)(bei)以上(shang)(shang)。試驗(yan)壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)中心距(ju)試樣邊緣的(de)(de)距(ju)離(li)應大于壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)直徑2.5倍(bei)(bei)以上(shang)(shang)，兩相鄰壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)之間的(de)(de)中心距(ju)離(li)至少為壓(ya)(ya)痕(hen)(hen)直徑的(de)(de)3倍(bei)(bei)。

 測量壓(ya)痕(hen)(hen)時，應(ying)在(zai)同一壓(ya)痕(hen)(hen)的(de)垂直(zhi)方(fang)向分別測量，取兩個實測值(zhi)的(de)平均值(zhi)為壓(ya)痕(hen)(hen)直(zhi)徑(jing)值(zhi)。

 國家(jia)標準GB/T231.1《金屬布氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)》中，規定了試(shi)驗(yan)設備(bei)、試(shi)樣要求、試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)及一些注意事(shi)項。

 在熱(re)處理生產現場，對于(yu)大(da)(da)型(xing)工件(jian)無法用布(bu)(bu)氏硬度(du)(du)機試驗時，可采用便攜式(shi)或錘擊式(shi)布(bu)(bu)氏硬度(du)(du)計。這類簡易布(bu)(bu)氏硬度(du)(du)計的測(ce)量誤差較大(da)(da)。

 布氏(shi)(shi)硬度試驗(yan)適用(yong)于奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼固(gu)溶(rong)化(hua)、雙相(xiang)不(bu)銹鋼固(gu)溶(rong)化(hua)、馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼退火和調質以(yi)及沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼固(gu)溶(rong)、時(shi)效處理(li)后的硬度檢測。

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(du)＝N-h4/S

式中(zhong)：N為給定(ding)(ding)標尺(chi)的硬度數常(chang)數；S為給定(ding)(ding)標尺(chi)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。

 洛氏硬(ying)度的(de)(de)(de)實(shi)測(ce)值(zhi)均可在洛氏硬(ying)度計表盤(pan)或顯示(shi)屏中顯示(shi)。依據(ju)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)種(zhong)類(lei)及熱處理方式(shi)的(de)(de)(de)不(bu)同，常用的(de)(de)(de)有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例3]  60HRC,表示用洛(luo)氏(shi)硬度C標(biao)尺測(ce)得的洛(luo)氏(shi)硬度為(wei)60.

［例4]  60HRB,表示用洛氏(shi)硬(ying)度(du)B標(biao)尺，測得的洛氏(shi)硬(ying)度(du)為60.

 進行(xing)洛氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)時，試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)應光滑平坦，表(biao)面(mian)潔凈(jing)，試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)粗糙度不(bu)大(da)于(yu)0.8μm.對于(yu)用金剛石圓(yuan)錐(zhui)壓(ya)(ya)(ya)頭進行(xing)的(de)試(shi)驗(yan)，試(shi)樣(yang)或試(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)厚度應不(bu)小(xiao)于(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)(ya)痕深度的(de)10倍；對于(yu)用球(qiu)壓(ya)(ya)(ya)頭進行(xing)的(de)試(shi)驗(yan)，試(shi)樣(yang)或試(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)厚度不(bu)小(xiao)于(yu)殘(can)余(yu)壓(ya)(ya)(ya)痕深度的(de)15倍。兩次壓(ya)(ya)(ya)痕的(de)間(jian)距應大(da)于(yu)3倍壓(ya)(ya)(ya)痕直徑，壓(ya)(ya)(ya)痕距試(shi)樣(yang)邊(bian)緣應大(da)于(yu)2.5倍壓(ya)(ya)(ya)痕直徑。

 國家標準GB/T 230.1《金屬洛氏(shi)硬度試驗(yan)(yan)第1部分(fen)：試驗(yan)(yan)方法》中，規定了(le)試驗(yan)(yan)設(she)備(bei)、試樣要求(qiu)、試驗(yan)(yan)方法及(ji)一些注意事(shi)項。

3. 維氏硬度試驗

 維氏硬(ying)(ying)度(du)試驗(yan)是將頂部兩(liang)相對面具有(you)規定(ding)角度(du)的(de)正四棱錐(zhui)體(ti)金剛石壓頭用(yong)試驗(yan)力壓入(ru)試樣表(biao)面，保持規定(ding)的(de)時間(jian)后，卸除試驗(yan)力，測量試樣表(biao)面壓痕的(de)對角線長度(du)來評定(ding)硬(ying)(ying)度(du)的(de)試驗(yan)方法。維氏硬(ying)(ying)度(du)試驗(yan)原理見圖9-3.

 維(wei)氏硬度值是試(shi)驗力除以壓痕表面(mian)積所得的(de)商，壓痕被(bei)視為具有正方形(xing)基面(mian)并與壓頭角(jiao)度相同的(de)理想形(xing)狀(zhuang)。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式(shi)中：F為(wei)試驗(yan)力（N);d為(wei)壓痕兩個對角線長度的(de)算術平均值（mm).

 在實(shi)際試(shi)驗(yan)中，根據試(shi)驗(yan)力(li)的(de)不同(tong)和壓痕的(de)深(shen)淺(qian)，即壓痕兩對角線(xian)算術平均值的(de)不同(tong)，查(cha)表來確定試(shi)驗(yan)件的(de)維氏硬(ying)度值。提交報告時，應將(jiang)所采(cai)用的(de)試(shi)驗(yan)力(li)標志在硬(ying)度符號的(de)左下(xia)角處。

 例：用試驗力49.03N所測的硬度值為(wei)700時，標(biao)示為(wei)700HV5（49.03N≈5kgf).

我國(guo)標準(zhun)GB/T 4340.1《金(jin)屬維氏硬(ying)(ying)度(du)試驗(yan)第1部分：試驗(yan)方(fang)(fang)法》中，對試驗(yan)設備、試樣、試驗(yan)方(fang)(fang)法等都有明(ming)確的(de)規(gui)定。維氏硬(ying)(ying)度(du)主要用來檢測淬火鋼和(he)表面硬(ying)(ying)化處理件的(de)硬(ying)(ying)度(du)值。

表(biao)9-3是(shi)試驗力為(wei)98N測得的壓痕對(dui)角線長度對(dui)應的維氏硬(ying)度值，不同試驗力，應查對(dui)應試驗力的表(biao)。

 實測壓(ya)痕(hen)對角線超出表(biao)9-3的(de)范圍(wei)時，硬度(du)值的(de)評定(ding)方法如下。

  1. 將實測壓痕對角線長(chang)度值的(de)(de)小數點(dian)移動一位，變成表中含(han)有的(de)(de)數值。

  2. 按(an)改變后的對(dui)角線數值查表9-3中標示的硬度值。

  3. 將查得(de)的(de)硬(ying)度(du)值的(de)小(xiao)數點(dian)向對角線(xian)小(xiao)數點(dian)移動方向相同方向移兩(liang)位，所得(de)值即為實測壓痕的(de)硬(ying)度(du)值。

 例如，壓痕對角線實(shi)測值(zhi)為2.01mm,求(qiu)其硬(ying)度值(zhi)。

  1. 將對角線長(chang)度(du)實測值2.01mm的小(xiao)數點(dian)向左(zuo)移動一位，變成0.201mm.

  2. 查(cha)表9-3,對(dui)角線(xian)長度(du)0.201mm的硬度(du)值(zhi)為459HV.

  3. 將459HV的小數點向左(zuo)移動兩位，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓(ya)痕對角線為2.01mm時所(suo)對應的硬度(du)值(zhi)。

  對不(bu)銹鋼及其他金屬在不(bu)同熱處理條件、狀(zhuang)態下的硬(ying)(ying)(ying)度(du)檢(jian)測方法(fa)中，除上(shang)面(mian)提到的布氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗法(fa)，洛氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗法(fa)、維氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗法(fa)外，還有肖(xiao)氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗法(fa)（HS)、里氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗法(fa)（HL)、顯微(wei)硬(ying)(ying)(ying)度(du)試(shi)驗法(fa)等。

 肖(xiao)氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)與(yu)洛氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)的換(huan)算見附(fu)表(biao)三，里氏硬(ying)(ying)(ying)度(du)換(huan)算見附(fu)表(biao)四。硬(ying)(ying)(ying)度(du)換(huan)算值(zhi)來(lai)源于(yu)不同資料(liao)，各(ge)表(biao)硬(ying)(ying)(ying)度(du)值(zhi)之間可(ke)能略有差(cha)別，僅供參考。材料(liao)硬(ying)(ying)(ying)度(du)與(yu)抗拉強度(du)有一定的關系，見附(fu)表(biao)五(wu)和附(fu)表(biao)六。