不銹(xiu)鋼最常用的力學性能試(shi)驗(yan)有硬度(du)試(shi)驗(yan)、靜拉伸試(shi)驗(yan)和(he)沖擊試(shi)驗(yan)。

根據(ju)不銹鋼熱(re)處理(li)類(lei)型的(de)不同，經常采用的(de)有布氏硬(ying)度(du)試驗(yan)、洛氏硬(ying)度(du)試驗(yan)、維氏硬(ying)度(du)試驗(yan)等。

1. 布氏硬度試驗(yan)

布氏(shi)硬度試驗(yan)是對(dui)一(yi)定直(zhi)徑(jing)的硬質(zhi)合(he)金球(qiu)（過去也常用(yong)鋼球(qiu)）施加試驗(yan)力(li)壓人(ren)試樣(yang)表面(mian)，經(jing)規定的保持(chi)時間后，卸除試驗(yan)力(li)，再測量試樣(yang)表面(mian)壓痕的直(zhi)徑(jing)。見圖9-1。

根據試驗力、壓球直徑、壓痕直徑來(lai)確定布氏硬度(du)值

  在實際試驗(yan)時(shi)，根(gen)據(ju)(ju)試驗(yan)材料種類、試樣尺(chi)寸、硬度(du)(du)范圍(wei)等因(yin)(yin)素(su)，采用不同直(zhi)徑的(de)壓球(qiu)（常用球(qiu)的(de)直(zhi)徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據(ju)(ju)零件(jian)的(de)硬度(du)(du)程度(du)(du)，可(ke)采用不同的(de)F/D比值，可(ke)有30、10、5、2.5、1.因(yin)(yin)此，試驗(yan)力最小為9.807N,最大為29420N.加載保持時(shi)間一(yi)般為10~15s,也有20s或(huo)更長(chang)的(de)。

 在(zai)實際試(shi)驗時，可根據壓(ya)痕(hen)直徑(jing)直接查表確(que)(que)定布(bu)氏(shi)硬(ying)度值。表9-1給(gei)出了不同壓(ya)球直徑(jing)在(zai)相(xiang)應(ying)的載荷(he)下，依據壓(ya)痕(hen)直徑(jing)確(que)(que)定的布(bu)氏(shi)硬(ying)度值。

 在提交布氏硬(ying)度(du)試驗報(bao)告時，除注明硬(ying)度(du)值(zhi)外，還(huan)應標明采用的球材質、球直(zhi)徑、試驗力及(ji)試驗力下的保持時間。

［例1]  285HBW10/3000,表示用直徑10mm的(de)硬質(zhi)合(he)金球，施加29420N(3000kgf)試(shi)驗力，保持10~15s條件下測得的(de)布氏硬度值為285。

［例2]  269HBS5/125/20,表示用直徑5mm的鋼球(qiu)，施加1226N(125kgf)試(shi)驗力(li)，保持(chi)20s條件(jian)下測得的布氏硬(ying)度值為(wei)269。

  進行布氏硬度(du)試驗(yan)時(shi)，試樣表面應(ying)光滑、平(ping)坦，表面潔凈(jing)，表面粗糙度(du)一般不大于R.1.6μm.試樣厚度(du)應(ying)大于壓(ya)痕(hen)深度(du)的(de)8倍(bei)以(yi)上。試驗(yan)壓(ya)痕(hen)中心距(ju)試樣邊緣(yuan)的(de)距(ju)離(li)應(ying)大于壓(ya)痕(hen)直(zhi)(zhi)徑2.5倍(bei)以(yi)上，兩相(xiang)鄰壓(ya)痕(hen)之(zhi)間(jian)的(de)中心距(ju)離(li)至少為壓(ya)痕(hen)直(zhi)(zhi)徑的(de)3倍(bei)。

 測量(liang)(liang)壓痕(hen)時，應在(zai)同一壓痕(hen)的垂直(zhi)方向分別(bie)測量(liang)(liang)，取兩個實測值的平均值為壓痕(hen)直(zhi)徑值。

 國(guo)家標準GB/T231.1《金(jin)屬布(bu)氏硬度試(shi)驗(yan)(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法》中，規定了試(shi)驗(yan)(yan)設備、試(shi)樣要(yao)求(qiu)、試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法及(ji)一些(xie)注(zhu)意事項(xiang)。

 在熱處理生產(chan)現(xian)場，對于大型工件無法用布(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)機試驗(yan)時，可(ke)采用便攜(xie)式(shi)或錘(chui)擊式(shi)布(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)計。這(zhe)類簡易布(bu)氏(shi)硬(ying)度(du)計的測量誤(wu)差較大。

 布氏硬度試(shi)驗適用于奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼固(gu)溶化、雙(shuang)相不銹(xiu)(xiu)鋼固(gu)溶化、馬氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼退(tui)火(huo)和調質(zhi)以及沉淀硬化不銹(xiu)(xiu)鋼固(gu)溶、時效處理后(hou)的硬度檢測。

2. 洛氏硬度(du)試(shi)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＝N-h4/S

式中：N為給定(ding)標尺(chi)的硬度數常數；S為給定(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(luo)氏硬度(du)(du)的(de)(de)實測值均(jun)可在洛(luo)氏硬度(du)(du)計表盤或顯示屏(ping)中(zhong)顯示。依(yi)據不銹鋼的(de)(de)種類及(ji)熱處(chu)理方式(shi)的(de)(de)不同，常(chang)用的(de)(de)有HRA、HRB、HRC、HRN等。

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

［例4]  60HRB,表示用洛氏硬(ying)度(du)B標尺，測得的洛氏硬(ying)度(du)為60.

 進行(xing)洛氏硬度(du)試驗(yan)(yan)(yan)時(shi)，試樣(yang)(yang)表(biao)面(mian)應光滑平(ping)坦，表(biao)面(mian)潔凈(jing)，試樣(yang)(yang)表(biao)面(mian)粗糙度(du)不(bu)大(da)(da)于0.8μm.對(dui)(dui)于用金剛石圓錐(zhui)壓(ya)頭(tou)進行(xing)的(de)(de)試驗(yan)(yan)(yan)，試樣(yang)(yang)或試驗(yan)(yan)(yan)層的(de)(de)厚(hou)度(du)應不(bu)小于殘余壓(ya)痕(hen)深度(du)的(de)(de)10倍；對(dui)(dui)于用球壓(ya)頭(tou)進行(xing)的(de)(de)試驗(yan)(yan)(yan)，試樣(yang)(yang)或試驗(yan)(yan)(yan)層的(de)(de)厚(hou)度(du)不(bu)小于殘余壓(ya)痕(hen)深度(du)的(de)(de)15倍。兩次壓(ya)痕(hen)的(de)(de)間(jian)距(ju)應大(da)(da)于3倍壓(ya)痕(hen)直(zhi)徑，壓(ya)痕(hen)距(ju)試樣(yang)(yang)邊緣(yuan)應大(da)(da)于2.5倍壓(ya)痕(hen)直(zhi)徑。

 國家標(biao)準(zhun)GB/T 230.1《金屬洛氏(shi)硬度(du)試(shi)(shi)驗第1部(bu)分：試(shi)(shi)驗方法(fa)》中，規(gui)定了試(shi)(shi)驗設備、試(shi)(shi)樣要求、試(shi)(shi)驗方法(fa)及一些(xie)注意事項(xiang)。

3. 維氏硬度試(shi)驗

 維氏硬度(du)試(shi)(shi)驗是將頂(ding)部兩相對面(mian)具有規定(ding)(ding)角度(du)的正四棱錐(zhui)體金剛石壓頭用試(shi)(shi)驗力(li)壓入(ru)試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)，保(bao)持規定(ding)(ding)的時間后，卸(xie)除(chu)試(shi)(shi)驗力(li)，測量試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)壓痕的對角線長(chang)度(du)來評定(ding)(ding)硬度(du)的試(shi)(shi)驗方法。維氏硬度(du)試(shi)(shi)驗原理見圖9-3.

 維氏硬度(du)(du)值是(shi)試(shi)驗力(li)除以壓(ya)痕表面積所(suo)得的商，壓(ya)痕被(bei)視為具有正方形基面并與(yu)壓(ya)頭角度(du)(du)相同的理想(xiang)形狀(zhuang)。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式中：F為試驗力（N);d為壓痕兩個對角線長度的算術平均(jun)值（mm).

 在實際試驗(yan)(yan)中，根(gen)據(ju)試驗(yan)(yan)力的(de)不(bu)同和壓痕的(de)深淺，即壓痕兩(liang)對(dui)角(jiao)線(xian)算術平均值的(de)不(bu)同，查(cha)表來確定試驗(yan)(yan)件的(de)維氏(shi)硬度(du)值。提交報告(gao)時，應將所采用的(de)試驗(yan)(yan)力標(biao)志在硬度(du)符號的(de)左下角(jiao)處。

 例：用試(shi)驗力49.03N所(suo)測的硬(ying)度值為700時(shi)，標示(shi)為700HV5（49.03N≈5kgf).

我(wo)國標準(zhun)GB/T 4340.1《金(jin)屬維氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)第1部分：試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)》中，對試(shi)驗(yan)設備、試(shi)樣、試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)等(deng)都有明確(que)的規(gui)定。維氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度主要用來檢測淬(cui)火鋼(gang)和表面硬(ying)(ying)(ying)化(hua)處理件(jian)的硬(ying)(ying)(ying)度值。

表9-3是試(shi)驗(yan)(yan)力為98N測(ce)得的壓痕對(dui)角線長(chang)度(du)對(dui)應(ying)的維氏硬度(du)值，不同試(shi)驗(yan)(yan)力，應(ying)查對(dui)應(ying)試(shi)驗(yan)(yan)力的表。

 實(shi)測壓痕對角線(xian)超出表9-3的范圍時(shi)，硬度(du)值的評定(ding)方法如下(xia)。

  1. 將(jiang)實(shi)測壓痕對角線長度(du)值(zhi)的(de)小數(shu)點移動一(yi)位，變成表中(zhong)含有(you)的(de)數(shu)值(zhi)。

  2. 按改變后的對角線數值查表(biao)9-3中(zhong)標示的硬(ying)度值。

  3. 將查得的硬(ying)度值的小數(shu)點(dian)向對角(jiao)線小數(shu)點(dian)移動方向相同方向移兩位(wei)，所(suo)得值即為實測壓痕的硬(ying)度值。

 例(li)如，壓痕對角線(xian)實測(ce)值為2.01mm,求其硬(ying)度值。

  1. 將對角線長度實測值2.01mm的小數(shu)點向左(zuo)移動一(yi)位，變成0.201mm.

  2. 查表(biao)9-3,對角線長度(du)0.201mm的硬(ying)度(du)值為459HV.

  3. 將459HV的(de)小數點(dian)向左移(yi)動兩位，為4.59HV.

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

  對不銹鋼及其他金(jin)屬在不同熱處理條件、狀(zhuang)態下的硬(ying)(ying)度檢測方法(fa)(fa)中，除上面(mian)提到的布氏(shi)硬(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)，洛氏(shi)硬(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)、維(wei)氏(shi)硬(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)外(wai)，還有肖氏(shi)硬(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)（HS)、里氏(shi)硬(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)（HL)、顯微硬(ying)(ying)度試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)等。

 肖氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)與洛氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)的換(huan)算見附(fu)表三，里(li)氏硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)換(huan)算見附(fu)表四。硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)換(huan)算值來源(yuan)于不同資料，各(ge)表硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值之間(jian)可能略有(you)差別(bie)，僅供參(can)考。材料硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)與抗拉強(qiang)度(du)(du)(du)有(you)一(yi)定的關系，見附(fu)表五和附(fu)表六。