不銹(xiu)鋼(gang)最常用(yong)的力學(xue)性能試(shi)(shi)驗(yan)有硬度試(shi)(shi)驗(yan)、靜拉伸試(shi)(shi)驗(yan)和沖(chong)擊試(shi)(shi)驗(yan)。

根據不銹鋼熱處理類型的(de)不同(tong)，經常采用的(de)有布(bu)氏硬(ying)度試驗、洛氏硬(ying)度試驗、維(wei)氏硬(ying)度試驗等。

1. 布(bu)氏硬度(du)試(shi)驗

布氏硬度(du)試(shi)(shi)驗(yan)是對一(yi)定(ding)直徑(jing)的硬質合(he)金球（過去也常(chang)用鋼球）施加(jia)試(shi)(shi)驗(yan)力(li)(li)壓人試(shi)(shi)樣表面(mian)，經(jing)規定(ding)的保持時間后，卸除(chu)試(shi)(shi)驗(yan)力(li)(li)，再測量試(shi)(shi)樣表面(mian)壓痕的直徑(jing)。見圖(tu)9-1。

根據試驗力(li)、壓球直徑(jing)、壓痕直徑(jing)來(lai)確定布氏硬(ying)度值

  在(zai)實際(ji)試(shi)(shi)驗(yan)時，根據試(shi)(shi)驗(yan)材料(liao)種類、試(shi)(shi)樣尺寸(cun)、硬度范圍(wei)等因(yin)素，采(cai)用不同直徑的(de)(de)壓球（常用球的(de)(de)直徑有(you)(you)10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根據零件(jian)的(de)(de)硬度程度，可(ke)采(cai)用不同的(de)(de)F/D比值，可(ke)有(you)(you)30、10、5、2.5、1.因(yin)此，試(shi)(shi)驗(yan)力最小(xiao)為9.807N,最大為29420N.加載(zai)保(bao)持時間(jian)一般為10~15s,也有(you)(you)20s或(huo)更長的(de)(de)。

 在實際試驗(yan)時(shi)，可根據(ju)壓痕(hen)直(zhi)徑(jing)直(zhi)接(jie)查表確定(ding)布(bu)(bu)氏(shi)(shi)硬度(du)值。表9-1給出了不同壓球直(zhi)徑(jing)在相應的載荷下，依據(ju)壓痕(hen)直(zhi)徑(jing)確定(ding)的布(bu)(bu)氏(shi)(shi)硬度(du)值。

 在提(ti)交布氏硬度試驗(yan)報告時，除注明硬度值外，還應標明采(cai)用的(de)(de)球材質、球直徑(jing)、試驗(yan)力(li)及試驗(yan)力(li)下的(de)(de)保(bao)持時間。

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

［例2]  269HBS5/125/20,表(biao)示用直徑5mm的鋼(gang)球，施加1226N(125kgf)試(shi)驗(yan)力，保(bao)持20s條件(jian)下測得(de)的布氏硬度值為269。

  進行(xing)布(bu)氏(shi)硬度(du)試(shi)驗時(shi)，試(shi)樣表(biao)(biao)面(mian)(mian)應光滑、平坦，表(biao)(biao)面(mian)(mian)潔凈，表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙度(du)一般不大(da)于R.1.6μm.試(shi)樣厚(hou)度(du)應大(da)于壓痕深度(du)的(de)8倍以上(shang)。試(shi)驗壓痕中心距(ju)試(shi)樣邊緣(yuan)的(de)距(ju)離應大(da)于壓痕直徑2.5倍以上(shang)，兩相(xiang)鄰壓痕之間的(de)中心距(ju)離至少為壓痕直徑的(de)3倍。

 測(ce)量(liang)壓(ya)痕(hen)時，應在同一(yi)壓(ya)痕(hen)的(de)垂直(zhi)(zhi)方向分別測(ce)量(liang)，取兩個(ge)實測(ce)值的(de)平均(jun)值為(wei)壓(ya)痕(hen)直(zhi)(zhi)徑值。

 國(guo)家標準GB/T231.1《金屬布(bu)氏硬度試驗第1部分：試驗方(fang)法》中，規定(ding)了試驗設備、試樣要求、試驗方(fang)法及一些注意事項。

 在(zai)熱(re)處理生產現場(chang)，對于(yu)大型(xing)工(gong)件無法用(yong)布氏(shi)硬度(du)機試驗時，可(ke)采用(yong)便攜式(shi)或錘擊式(shi)布氏(shi)硬度(du)計。這類簡易布氏(shi)硬度(du)計的測(ce)量誤差較大。

 布(bu)氏硬度試(shi)驗適用于奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)固溶化(hua)(hua)、雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)固溶化(hua)(hua)、馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)退火和調(diao)質以及沉淀硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)固溶、時(shi)效(xiao)處理后(hou)的硬度檢測。

2. 洛氏(shi)硬度試驗(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：N為給定(ding)(ding)標(biao)尺(chi)的硬度數常數；S為給定(ding)(ding)標(biao)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(shi)(shi)硬度的(de)實測值均可在(zai)洛氏(shi)(shi)硬度計表盤或(huo)顯(xian)示(shi)屏中顯(xian)示(shi)。依據(ju)不銹(xiu)鋼的(de)種類及(ji)熱處理方式的(de)不同，常用的(de)有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例3]  60HRC,表示用(yong)洛氏硬(ying)度C標尺測得的洛氏硬(ying)度為60.

［例4]  60HRB,表示用(yong)洛氏硬度(du)B標尺，測得(de)的洛氏硬度(du)為60.

 進(jin)行(xing)洛氏硬度試(shi)(shi)驗(yan)時，試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)應(ying)(ying)光(guang)滑平坦，表面(mian)潔(jie)凈，試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)粗糙(cao)度不(bu)大(da)于(yu)0.8μm.對于(yu)用(yong)金剛石圓錐壓(ya)(ya)頭進(jin)行(xing)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)厚度應(ying)(ying)不(bu)小于(yu)殘余壓(ya)(ya)痕深(shen)度的(de)10倍；對于(yu)用(yong)球壓(ya)(ya)頭進(jin)行(xing)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)樣(yang)或試(shi)(shi)驗(yan)層(ceng)的(de)厚度不(bu)小于(yu)殘余壓(ya)(ya)痕深(shen)度的(de)15倍。兩次壓(ya)(ya)痕的(de)間距(ju)應(ying)(ying)大(da)于(yu)3倍壓(ya)(ya)痕直(zhi)徑(jing)，壓(ya)(ya)痕距(ju)試(shi)(shi)樣(yang)邊(bian)緣應(ying)(ying)大(da)于(yu)2.5倍壓(ya)(ya)痕直(zhi)徑(jing)。

 國家標(biao)準GB/T 230.1《金屬洛氏(shi)硬度試(shi)驗第1部分：試(shi)驗方法》中，規定了試(shi)驗設備、試(shi)樣(yang)要求、試(shi)驗方法及(ji)一些(xie)注意事項。

3. 維(wei)氏硬(ying)度試驗

 維氏硬度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗是將頂部兩(liang)相對面具(ju)有規定(ding)(ding)角度(du)的(de)(de)正(zheng)四棱錐體金剛(gang)石壓(ya)頭用(yong)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗力(li)(li)壓(ya)入試(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面，保(bao)持規定(ding)(ding)的(de)(de)時間(jian)后，卸除試(shi)(shi)(shi)(shi)驗力(li)(li)，測量試(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面壓(ya)痕的(de)(de)對角線(xian)長度(du)來評(ping)定(ding)(ding)硬度(du)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗方法。維氏硬度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗原(yuan)理見圖9-3.

 維氏硬度值(zhi)是(shi)試驗力除以(yi)壓(ya)痕(hen)表面積(ji)所得的商，壓(ya)痕(hen)被視為具(ju)有正方形基面并與壓(ya)頭(tou)角度相同的理想形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為試驗力（N);d為壓痕兩個對角線(xian)長(chang)度的算術平(ping)均(jun)值(zhi)（mm).

 在實際試驗中，根據試驗力的(de)不同和(he)壓(ya)痕(hen)的(de)深淺，即壓(ya)痕(hen)兩(liang)對(dui)角線算術平均(jun)值(zhi)的(de)不同，查(cha)表來(lai)確定試驗件的(de)維氏硬度值(zhi)。提交(jiao)報(bao)告時，應將所采用的(de)試驗力標志(zhi)在硬度符號的(de)左下角處(chu)。

 例：用試驗力49.03N所測的(de)硬度值為(wei)700時(shi)，標示(shi)為(wei)700HV5（49.03N≈5kgf).

我(wo)國標準(zhun)GB/T 4340.1《金屬維氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)試驗第1部分：試驗方法》中，對試驗設備、試樣(yang)、試驗方法等(deng)都有明確(que)的(de)規定(ding)。維氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)主要用(yong)來檢(jian)測淬火鋼和表面硬(ying)化處(chu)理件的(de)硬(ying)度(du)值。

表9-3是試(shi)(shi)驗(yan)力為(wei)98N測得的(de)壓(ya)痕對角線長度對應的(de)維氏(shi)硬度值，不同試(shi)(shi)驗(yan)力，應查對應試(shi)(shi)驗(yan)力的(de)表。

 實測壓(ya)痕對(dui)角線超(chao)出表9-3的范圍(wei)時，硬度(du)值的評定方法(fa)如下。

  1. 將實測壓痕對角(jiao)線長度(du)值的小數點移(yi)動一(yi)位，變(bian)成表中含有的數值。

  2. 按改變后的(de)對角(jiao)線數值查表9-3中標示的(de)硬(ying)度值。

  3. 將查得的硬(ying)度值的小(xiao)數點(dian)向對(dui)角(jiao)線小(xiao)數點(dian)移(yi)(yi)動方向相同方向移(yi)(yi)兩位(wei)，所得值即為實測壓痕的硬(ying)度值。

 例(li)如，壓痕對角線實測值為2.01mm,求其(qi)硬度值。

  1. 將對角(jiao)線長度(du)實測值2.01mm的小數點向左移動一位，變成0.201mm.

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

  3. 將459HV的小(xiao)數(shu)點向左(zuo)移(yi)動兩位(wei)，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓痕對角(jiao)線(xian)為2.01mm時所對應(ying)的硬度值。

  對不銹鋼及其他金屬在不同熱處理條件、狀(zhuang)態下的(de)硬度(du)(du)(du)檢測方(fang)法中，除上面提到的(de)布(bu)氏(shi)硬度(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)(yan)法，洛(luo)氏(shi)硬度(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)(yan)法、維氏(shi)硬度(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)(yan)法外，還有肖(xiao)氏(shi)硬度(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)(yan)法（HS)、里氏(shi)硬度(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)(yan)法（HL)、顯微硬度(du)(du)(du)試驗(yan)(yan)(yan)法等(deng)。

 肖氏硬度(du)(du)(du)與洛氏硬度(du)(du)(du)的換(huan)算見(jian)附(fu)(fu)表(biao)三，里氏硬度(du)(du)(du)換(huan)算見(jian)附(fu)(fu)表(biao)四。硬度(du)(du)(du)換(huan)算值來源于不同資料，各表(biao)硬度(du)(du)(du)值之間(jian)可(ke)能(neng)略(lve)有差(cha)別，僅供參(can)考。材料硬度(du)(du)(du)與抗拉強度(du)(du)(du)有一定的關系(xi)，見(jian)附(fu)(fu)表(biao)五(wu)和附(fu)(fu)表(biao)六。