不銹(xiu)鋼最常用的力學性(xing)能(neng)試(shi)(shi)驗有(you)硬度試(shi)(shi)驗、靜拉(la)伸試(shi)(shi)驗和(he)沖擊試(shi)(shi)驗。

根據不銹鋼熱(re)處理類型的不同，經(jing)常(chang)采用的有布氏(shi)硬(ying)度試驗(yan)(yan)、洛氏(shi)硬(ying)度試驗(yan)(yan)、維氏(shi)硬(ying)度試驗(yan)(yan)等。

1. 布氏硬度試驗(yan)

布(bu)氏(shi)硬(ying)度試(shi)(shi)(shi)驗是對(dui)一(yi)定直(zhi)徑(jing)的(de)硬(ying)質合金(jin)球(qiu)（過(guo)去也常用鋼球(qiu)）施(shi)加試(shi)(shi)(shi)驗力壓人試(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)，經規定的(de)保持時間后，卸(xie)除試(shi)(shi)(shi)驗力，再(zai)測量試(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)壓痕的(de)直(zhi)徑(jing)。見圖9-1。

根(gen)據試驗力、壓球(qiu)直徑(jing)、壓痕直徑(jing)來確(que)定(ding)布氏硬度值

  在(zai)實際試驗時(shi)，根據試驗材(cai)料種(zhong)類、試樣尺(chi)寸、硬(ying)度(du)范圍等因素，采用(yong)(yong)不(bu)同直徑的壓球（常用(yong)(yong)球的直徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又(you)根據零件的硬(ying)度(du)程度(du)，可采用(yong)(yong)不(bu)同的F/D比值(zhi)，可有30、10、5、2.5、1.因此，試驗力最小為9.807N,最大為29420N.加載保持時(shi)間一般為10~15s,也有20s或(huo)更長(chang)的。

 在(zai)(zai)實際試(shi)驗時(shi)，可根據壓(ya)痕直徑直接查(cha)表確定布氏硬度值(zhi)。表9-1給(gei)出了不同壓(ya)球(qiu)直徑在(zai)(zai)相應的載荷下，依(yi)據壓(ya)痕直徑確定的布氏硬度值(zhi)。

 在提交布氏(shi)硬度試(shi)(shi)驗(yan)報告時(shi)，除注明硬度值(zhi)外，還應標明采用的(de)球(qiu)材質、球(qiu)直徑、試(shi)(shi)驗(yan)力及試(shi)(shi)驗(yan)力下的(de)保(bao)持時(shi)間(jian)。

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

［例(li)2]  269HBS5/125/20,表示用直徑(jing)5mm的鋼球(qiu)，施(shi)加(jia)1226N(125kgf)試驗力，保(bao)持(chi)20s條件下測得的布氏硬(ying)度值為(wei)269。

  進行布氏硬度試驗(yan)時，試樣(yang)表面(mian)應(ying)光滑(hua)、平坦，表面(mian)潔凈，表面(mian)粗(cu)糙(cao)度一般不(bu)大于R.1.6μm.試樣(yang)厚度應(ying)大于壓(ya)痕(hen)深度的(de)8倍(bei)(bei)以(yi)上。試驗(yan)壓(ya)痕(hen)中(zhong)心距試樣(yang)邊緣(yuan)的(de)距離(li)應(ying)大于壓(ya)痕(hen)直徑(jing)2.5倍(bei)(bei)以(yi)上，兩相鄰壓(ya)痕(hen)之(zhi)間的(de)中(zhong)心距離(li)至(zhi)少為壓(ya)痕(hen)直徑(jing)的(de)3倍(bei)(bei)。

 測(ce)(ce)(ce)量壓痕(hen)時，應在同一(yi)壓痕(hen)的(de)垂直方向(xiang)分別測(ce)(ce)(ce)量，取(qu)兩個實測(ce)(ce)(ce)值(zhi)(zhi)的(de)平均值(zhi)(zhi)為壓痕(hen)直徑(jing)值(zhi)(zhi)。

 國家標(biao)準GB/T231.1《金屬布氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗(yan)(yan)第1部(bu)分：試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)》中，規定了試(shi)(shi)驗(yan)(yan)設備(bei)、試(shi)(shi)樣要(yao)求、試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)及一些注意事(shi)項(xiang)。

 在熱(re)處理生(sheng)產(chan)現場，對于大型工(gong)件無(wu)法用(yong)布氏硬度機(ji)試(shi)驗時，可采用(yong)便攜式或錘擊(ji)式布氏硬度計。這類(lei)簡易布氏硬度計的測量(liang)誤差較大。

 布(bu)氏(shi)硬(ying)度試驗(yan)適用于(yu)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)固溶(rong)化、雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)固溶(rong)化、馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)退火和調質以及(ji)沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)固溶(rong)、時效處(chu)理后的硬(ying)度檢測(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(ying)度＝N-h4/S

式中：N為給定(ding)標(biao)尺的硬(ying)度數(shu)常數(shu)；S為給定(ding)標(biao)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(luo)氏(shi)硬度的實(shi)測(ce)值均可在(zai)洛(luo)氏(shi)硬度計表盤或顯(xian)示(shi)屏中(zhong)顯(xian)示(shi)。依據不銹鋼的種類及熱處理(li)方(fang)式的不同，常用(yong)的有HRA、HRB、HRC、HRN等(deng)。

［例3]  60HRC,表示用洛(luo)氏硬(ying)(ying)度C標尺(chi)測得的洛(luo)氏硬(ying)(ying)度為60.

［例4]  60HRB,表示用洛(luo)(luo)氏硬度B標尺，測得(de)的洛(luo)(luo)氏硬度為60.

 進行洛氏(shi)硬度(du)(du)試(shi)(shi)驗(yan)時，試(shi)(shi)樣表面(mian)應(ying)(ying)(ying)光滑(hua)平坦，表面(mian)潔(jie)凈，試(shi)(shi)樣表面(mian)粗糙度(du)(du)不(bu)大(da)于0.8μm.對于用(yong)金剛石圓錐(zhui)壓(ya)頭進行的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣或(huo)試(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)(de)厚度(du)(du)應(ying)(ying)(ying)不(bu)小(xiao)于殘余壓(ya)痕(hen)(hen)深度(du)(du)的(de)(de)10倍(bei)；對于用(yong)球壓(ya)頭進行的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣或(huo)試(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)(de)厚度(du)(du)不(bu)小(xiao)于殘余壓(ya)痕(hen)(hen)深度(du)(du)的(de)(de)15倍(bei)。兩次壓(ya)痕(hen)(hen)的(de)(de)間(jian)距(ju)應(ying)(ying)(ying)大(da)于3倍(bei)壓(ya)痕(hen)(hen)直徑(jing)，壓(ya)痕(hen)(hen)距(ju)試(shi)(shi)樣邊緣(yuan)應(ying)(ying)(ying)大(da)于2.5倍(bei)壓(ya)痕(hen)(hen)直徑(jing)。

 國家標(biao)準GB/T 230.1《金屬(shu)洛(luo)氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)第1部分(fen)：試(shi)(shi)驗(yan)方法》中，規定了試(shi)(shi)驗(yan)設備、試(shi)(shi)樣(yang)要求、試(shi)(shi)驗(yan)方法及(ji)一些注意事項。

3. 維氏硬(ying)度(du)試驗(yan)

 維(wei)氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗是將頂部兩相對面(mian)具有規(gui)定(ding)(ding)角度的正四(si)棱(leng)錐體金剛(gang)石壓(ya)頭(tou)用試(shi)(shi)驗力(li)壓(ya)入試(shi)(shi)樣表面(mian)，保持規(gui)定(ding)(ding)的時間后，卸(xie)除試(shi)(shi)驗力(li)，測量試(shi)(shi)樣表面(mian)壓(ya)痕的對角線長(chang)度來評定(ding)(ding)硬(ying)度的試(shi)(shi)驗方法(fa)。維(wei)氏硬(ying)度試(shi)(shi)驗原理見圖(tu)9-3.

 維氏硬度值(zhi)是試驗力(li)除(chu)以(yi)壓(ya)(ya)痕(hen)表面積(ji)所得的商(shang)，壓(ya)(ya)痕(hen)被視為具有(you)正方(fang)形基面并與(yu)壓(ya)(ya)頭角(jiao)度相(xiang)同(tong)的理想形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中(zhong)：F為(wei)試驗力（N);d為(wei)壓痕兩個對角線長度(du)的算(suan)術平均值（mm).

 在實(shi)際試驗中，根據試驗力的不同和壓痕的深淺(qian)，即壓痕兩(liang)對角(jiao)線算術平均值(zhi)的不同，查表來確定試驗件的維氏硬度值(zhi)。提(ti)交報告時，應將所采用的試驗力標志在硬度符號的左(zuo)下(xia)角(jiao)處(chu)。

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

我國標準GB/T 4340.1《金屬維(wei)氏(shi)硬(ying)(ying)度試驗(yan)第1部分：試驗(yan)方法(fa)》中，對(dui)試驗(yan)設備、試樣、試驗(yan)方法(fa)等都有明確的(de)規定。維(wei)氏(shi)硬(ying)(ying)度主要用來檢測(ce)淬(cui)火鋼和(he)表面(mian)硬(ying)(ying)化處理件(jian)的(de)硬(ying)(ying)度值(zhi)。

表(biao)9-3是試(shi)驗(yan)力(li)(li)為98N測(ce)得的壓痕對角(jiao)線長(chang)度(du)對應(ying)(ying)的維氏硬(ying)度(du)值，不同試(shi)驗(yan)力(li)(li)，應(ying)(ying)查對應(ying)(ying)試(shi)驗(yan)力(li)(li)的表(biao)。

 實測壓痕對(dui)角線超出表9-3的(de)范圍(wei)時，硬度值的(de)評定方法如(ru)下。

  1. 將(jiang)實測壓痕對角線(xian)長度(du)值的小數點(dian)移動(dong)一位，變(bian)成表中含有(you)的數值。

  2. 按(an)改變(bian)后(hou)的對角線數值(zhi)查(cha)表(biao)9-3中標(biao)示(shi)的硬度值(zhi)。

  3. 將查得的(de)硬(ying)度值的(de)小(xiao)數點(dian)向對(dui)角(jiao)線(xian)小(xiao)數點(dian)移動(dong)方向相同方向移兩位，所得值即為實測壓痕的(de)硬(ying)度值。

 例如，壓痕對角(jiao)線實測值為2.01mm,求(qiu)其硬度(du)值。

  1. 將對角線長(chang)度實測值2.01mm的小數點向(xiang)左(zuo)移(yi)動一(yi)位，變成0.201mm.

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

  3. 將459HV的(de)小數點向左移動兩位，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕對角線為2.01mm時所對應的硬度(du)值。

  對(dui)不銹鋼及其他(ta)金屬(shu)在不同熱處理條件、狀態下的硬(ying)度(du)(du)檢測方法(fa)中(zhong)，除上面提(ti)到的布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)法(fa)，洛氏(shi)硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)法(fa)、維氏(shi)硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)法(fa)外，還(huan)有肖(xiao)氏(shi)硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)法(fa)（HS)、里氏(shi)硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)法(fa)（HL)、顯微(wei)硬(ying)度(du)(du)試驗(yan)法(fa)等。

 肖氏硬(ying)(ying)(ying)度與(yu)洛氏硬(ying)(ying)(ying)度的(de)換算見(jian)附表(biao)三(san)，里氏硬(ying)(ying)(ying)度換算見(jian)附表(biao)四。硬(ying)(ying)(ying)度換算值來(lai)源于不(bu)同(tong)資料，各(ge)表(biao)硬(ying)(ying)(ying)度值之間可能(neng)略有差(cha)別，僅供參(can)考。材料硬(ying)(ying)(ying)度與(yu)抗(kang)拉強度有一定的(de)關系，見(jian)附表(biao)五和附表(biao)六。