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。
不銹鋼的力學性(xing)能主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)指(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)、韌性(xing)、塑性(xing)、疲勞和彈(dan)性(xing)等幾大部(bu)分。常(chang)用(yong)的強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)指(zhi)(zhi)標是(shi)(shi)指(zhi)(zhi)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)、屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)、抗(kang)彎強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)、抗(kang)壓強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和抗(kang)扭強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)等內(nei)容；塑性(xing)指(zhi)(zhi)標是(shi)(shi)指(zhi)(zhi)斷面(mian)收(shou)縮率和斷后伸長(chang)率；韌性(xing)指(zhi)(zhi)標是(shi)(shi)指(zhi)(zhi)沖擊(ji)吸收(shou)功，過去曾用(yong)沖擊(ji)韌度(du)；常(chang)用(yong)的硬(ying)度(du)指(zhi)(zhi)標有洛氏硬(ying)度(du)、布(bu)氏硬(ying)度(du)和維氏硬(ying)度(du)；疲勞是(shi)(shi)指(zhi)(zhi)疲勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)；彈(dan)性(xing)主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)指(zhi)(zhi)彈(dan)性(xing)模量。
本書(shu)涉及到(dao)的不銹鋼(gang)的力學性能指標有：抗(kang)拉(la)強度(du)(du)、屈(qu)(qu)服點、屈(qu)(qu)服強度(du)(du)、斷后伸長率(lv)、斷面(mian)收縮率(lv)、抗(kang)彎強度(du)(du)、沖擊(ji)吸(xi)收功和沖擊(ji)韌度(du)(du)、布氏(shi)硬度(du)(du)、洛氏(shi)硬度(du)(du)和維(wei)氏(shi)硬度(du)(du)。
一、強(qiang)度
強度是指(zhi)在外力(li)作用下抵(di)抗(kang)塑性變形(xing)和斷裂的(de)能力(li)。常用的(de)強度指(zhi)標(biao)有抗(kang)拉強度、屈服強度和規定(ding)非(fei)比例延伸強度。
1. 規定非(fei)比例(li)延(yan)伸強度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. 屈服強度
當金屬材料呈現(xian)屈(qu)服(fu)現(xian)象時，即在試驗期間達到塑性(xing)變形而力(li)不增加的(de)應力(li)點，分為上屈(qu)服(fu)強度(du)和下屈(qu)服(fu)強度(du)，過去曾叫“屈(qu)服(fu)點”。
a. 上(shang)屈服強度是指試樣發生屈服時，應力(li)首(shou)次下降前的最(zui)高值。符號為ReH單位為MPa。
b. 下屈服強度(du)是(shi)指屈服期(qi)間(jian)不計初始瞬時(shi)效應的最(zui)低應力。符號為RcL，單位(wei)為MPa。
3. 抗拉強度
拉伸(shen)試驗時(shi)，最(zui)大力(li)(Fm)除以試樣原始橫截面積(S0)四為材(cai)料的最(zui)大應力(li)，等同原σb。符號為Rm，單位為MPa。
二、塑性(xing)
材料(liao)斷裂前發生不可迸永(yong)久變形的能力叫塑(su)性。常用的塑(su)性指標有斷后伸長率(lv)和(he)斷面收縮率(lv)。
（1）斷后伸(shen)(shen)(shen)長(chang)率 試樣拉斷后，斷后標距的殘留伸(shen)(shen)(shen)長(chang)（Lu-L0）與原始標距（L0）之比稱為斷后伸(shen)(shen)(shen)長(chang)率。符號為A，即
三、硬(ying)度(du)
硬度實際上是指(zhi)一(yi)個(ge)小的(de)(de)金屬表(biao)面或(huo)很小的(de)(de)體(ti)積(ji)內抵抗彈性(xing)(xing)(xing)變形、塑(su)性(xing)(xing)(xing)變形或(huo)抵抗破裂的(de)(de)一(yi)種抗力(li)。它是材料的(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)、強度、塑(su)性(xing)(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)等一(yi)系列不同力(li)學性(xing)(xing)(xing)能組成的(de)(de)綜合性(xing)(xing)(xing)能指(zhi)標，是選(xuan)擇材料的(de)(de)重要依(yi)據。
由于硬(ying)度(du)試(shi)驗設備簡單，操(cao)作方便、迅速(su)，又可直接(jie)在零件(jian)上進行(xing)試(shi)驗基本不破壞工件(jian)，因此在生產(chan)和(he)(he)科研上應用得很廣。目前，在生產(chan)中應用最廣泛的硬(ying)度(du)是(shi)布氏(shi)硬(ying)度(du)、洛氏(shi)硬(ying)度(du)和(he)(he)維氏(shi)硬(ying)度(du)。
1. 布氏硬度
布氏(shi)硬度的(de)試(shi)(shi)驗(yan)原理(li)是對一定直(zhi)徑(jing)（mm）的(de)硬質合(he)金球施(shi)加試(shi)(shi)驗(yan)力壓(ya)入(ru)試(shi)(shi)樣表面(mian)，經規定保持時間(jian)（s）后，卸除試(shi)(shi)驗(yan)力，測定試(shi)(shi)樣表面(mian)壓(ya)痕的(de)直(zhi)徑(jing)（mm），即求得布氏(shi)硬度值（HBW）。
布氏硬(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)的表(biao)示：布氏硬(ying)度(du)(du)符(fu)號用HBW表(biao)示。符(fu)號HBW前面數(shu)值(zhi)(zhi)為(wei)硬(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)，符(fu)號后面是按如(ru)下順序表(biao)示試驗條件的指標：
a. 硬質合金(jin)球直徑（mm）。
b. 試驗力大小的數值［（k）N］。
c. 與(yu)規定時間不同的試(shi)驗力保持時間（s）。
例1：255HBW5／750 表示用直徑5mm的硬質合金球在7.355kN試(shi)驗(yan)力下保持10～15s測定的布氏硬度值為255（較短的保持時間可不列(lie)出）。
例(li)2：606HBW1／30／20表示用(yong)直徑1mm的硬質合金(jin)球在(zai)294.2N試(shi)驗力下保持20s，測(ce)定(ding)的布氏硬度(du)值為606。
鑒于有(you)的鋼(gang)鐵材料在技術標準(zhun)中給(gei)出(chu)的要求值是壓痕(hen)直(zhi)徑，為(wei)便于進行換(huan)算，現列出(chu)平面硬度值計(ji)算簡表，見表2-3。
布(bu)(bu)氏(shi)硬度試驗方法(fa)摘自GB／T 231.1-2009《金(jin)屬(shu)材料(liao) 布(bu)(bu)氏(shi)硬度試驗 第1部分(fen)：試驗方法(fa)》。
2. 洛氏(shi)硬度
洛氏硬(ying)度(du)試驗法摘自GB／T 230.1-2009《金屬材(cai)料 洛氏硬(ying)度(du)試驗 第(di)1部(bu)分：試驗方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標尺）》。
洛氏(shi)硬度(du)試(shi)驗法(fa)是目前工廠中應用最廣泛的試(shi)驗方法(fa)之(zhi)一。
洛氏硬(ying)度(du)試(shi)(shi)驗(yan)原理及洛氏硬(ying)度(du)表(biao)示：將壓(ya)頭（金剛(gang)石(shi)圓錐(zhui)、鋼(gang)球(qiu)或硬(ying)質合金球(qiu)）分兩個步驟壓(ya)入試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)，經規定(ding)保(bao)持(chi)時間(jian)后(hou)，卸除主(zhu)試(shi)(shi)驗(yan)力(li)，測量被測試(shi)(shi)金屬(shu)表(biao)面(mian)在主(zhu)試(shi)(shi)驗(yan)力(li)下殘留的(de)壓(ya)痕(hen)深度(du)以(yi)此來計算試(shi)(shi)件的(de)硬(ying)度(du)值，即
洛氏硬(ying)度試(shi)驗(yan)(yan)時(shi)，其硬(ying)度值(zhi)可從硬(ying)度計的指示(shi)器(qi)上直接讀(du)出(chu)，而無需測量壓痕深度，硬(ying)度值(zhi)只(zhi)表示(shi)高低故(gu)而沒有單位。本書(shu)常(chang)用的洛氏硬(ying)度值(zhi)為HRC、HRB。現把(ba)工廠常(chang)用的三(san)種硬(ying)度標尺及(ji)試(shi)驗(yan)(yan)范圍列于表2-4。
測(ce)出硬度值后，應(ying)(ying)標明硬度值符號(hao)（用球(qiu)測(ce)量應(ying)(ying)表(biao)明壓頭代號(hao)，鋼球(qiu)為S，硬質合金球(qiu)為W）。
例如，59HRC表示用C標尺測(ce)得(de)洛(luo)氏(shi)硬度(du)值(zhi)為59；60HRBW表示用硬質合金球壓頭在B標尺上測(ce)得(de)的洛(luo)氏(shi)硬度(du)值(zhi)為60。
洛氏硬度試驗法的(de)(de)優點是(shi)操作(zuo)簡(jian)便、迅速(su)，壓痕較(jiao)小，故可在工件表面或(huo)較(jiao)薄的(de)(de)金屬上進行試驗，并適于大(da)量生產中的(de)(de)成(cheng)品檢查，適于各(ge)種軟硬材料。
3. 維氏(shi)硬(ying)度
維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)試驗摘自(zi)GB/T 4340.1-2009《金(jin)屬材料 維氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)試驗 第(di)1部分(fen)：試驗方(fang)法》。
其(qi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)原(yuan)理是(shi)將(jiang)頂部兩相對面具有規定角(jiao)度(du)(du)(du)的正四棱錐體金剛石壓(ya)頭，用試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力壓(ya)入(ru)試(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面，保持(chi)規定時間(jian)后(hou)，卸除試(shi)(shi)(shi)驗(yan)力，并(bing)通過測量(liang)試(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面壓(ya)痕對角(jiao)線長度(du)(du)(du)來確定試(shi)(shi)(shi)件(jian)硬度(du)(du)(du)。所得硬度(du)(du)(du)值用符號(hao)HV表(biao)示(shi)。
HV可根據壓痕對(dui)角線(xian)平均長度(du)d值查表求出，也可用公(gong)式(shi)HV=0.1891F/d2計算(suan)求出。
例(li)如，640HV30表(biao)示在試驗(yan)力294.2N下保(bao)持10～15s，測得(de)的(de)維氏(shi)硬度值為(wei)(wei)640（HV后面數值為(wei)(wei)試驗(yan)力值，試驗(yan)力保(bao)持時間(jian)10～15s不標注）；640HV30/20 表(biao)示在試驗(yan)力為(wei)(wei)294.2N下保(bao)持20s，測得(de)的(de)維氏(shi)硬度值為(wei)(wei)640。
四、沖(chong)擊吸收功
機械零(ling)件在服役過(guo)程中不(bu)僅受到靜載荷(he)(he)與(yu)變動(dong)載荷(he)(he)的(de)作用，還(huan)受到沖擊載荷(he)(he)的(de)作用因此(ci)在設(she)計零(ling)件和工具(ju)時，必須考(kao)慮所選用材料的(de)沖擊吸收(shou)收(shou)功。
GB/T 229-2007《金屬材(cai)料(liao) 夏比擺錘(chui)(chui)沖擊(ji)試(shi)驗(yan)方法(fa)》規定(ding)，用一(yi)定(ding)尺寸和形狀不同的(de)(de)夏比標準試(shi)樣，在擺錘(chui)(chui)式一(yi)次沖擊(ji)試(shi)驗(yan)機上進(jin)行沖擊(ji)試(shi)驗(yan)，以沖擊(ji)試(shi)樣時所(suo)消耗的(de)(de)沖擊(ji)吸收(shou)功來測定(ding)鋼鐵材(cai)料(liao)的(de)(de)沖擊(ji)吸收(shou)功。符號為Ak，單位為J。
在(zai)原標準中用(yong)試樣斷口處截面積(ji)SN去除Ak即得到沖擊韌度，用(yong)αk表示，單位為J／c㎡。
對一般鋼(gang)材來說，所測沖擊吸收(shou)功Ak越大，材料(liao)的韌性(xing)越好。本書在一些鋼(gang)號(hao)力學性(xing)能上都標有(you)其Ak值，可(ke)供選材時(shi)參考。
本書上面介紹了鋼(gang)的力學性能(neng)，在(zai)選擇不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料(liao)時很重要(yao)(yao)，因為(wei)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)工件在(zai)使用時要(yao)(yao)承(cheng)受載荷，不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)容器要(yao)(yao)承(cheng)受一定壓力，圖2-1中給出了13種基本不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐蝕性和強度的相(xiang)互關系，供選材時參考。
