不(bu)銹鋼(gang)最常用的力(li)學(xue)性能試(shi)驗(yan)有硬度(du)試(shi)驗(yan)、靜拉伸試(shi)驗(yan)和沖擊(ji)試(shi)驗(yan)。

根據不銹鋼熱處理(li)類型的不同，經(jing)常采用(yong)的有布(bu)氏(shi)硬度試(shi)驗、洛(luo)氏(shi)硬度試(shi)驗、維氏(shi)硬度試(shi)驗等。

1. 布氏硬度試驗

布氏硬(ying)度試(shi)(shi)(shi)驗是對一定直(zhi)(zhi)徑的硬(ying)質(zhi)合金(jin)球（過(guo)去也(ye)常用鋼球）施(shi)加試(shi)(shi)(shi)驗力(li)壓人(ren)試(shi)(shi)(shi)樣表面，經規定的保持時間后，卸除(chu)試(shi)(shi)(shi)驗力(li)，再測量試(shi)(shi)(shi)樣表面壓痕的直(zhi)(zhi)徑。見(jian)圖9-1。

根據試驗力、壓(ya)球直徑、壓(ya)痕直徑來確定(ding)布氏硬(ying)度(du)值

  在實際試驗(yan)時，根(gen)據試驗(yan)材料種(zhong)類(lei)、試樣尺寸、硬度范(fan)圍等因素，采用(yong)不同直(zhi)徑的壓球（常(chang)用(yong)球的直(zhi)徑有10mm、5mm、2.5mm、1mm),又根(gen)據零件的硬度程(cheng)度，可采用(yong)不同的F/D比值，可有30、10、5、2.5、1.因此，試驗(yan)力最小為(wei)(wei)9.807N,最大為(wei)(wei)29420N.加載(zai)保(bao)持時間一般為(wei)(wei)10~15s,也(ye)有20s或更(geng)長的。

 在(zai)實際(ji)試驗時，可根據壓痕直徑直接查表(biao)確定布氏(shi)硬度值(zhi)(zhi)。表(biao)9-1給出了(le)不同壓球直徑在(zai)相應(ying)的(de)載荷下(xia)，依據壓痕直徑確定的(de)布氏(shi)硬度值(zhi)(zhi)。

 在提(ti)交(jiao)布氏硬度(du)試(shi)驗(yan)報告時(shi)，除(chu)注明(ming)硬度(du)值外，還(huan)應標明(ming)采用(yong)的球材(cai)質(zhi)、球直徑、試(shi)驗(yan)力(li)及試(shi)驗(yan)力(li)下的保(bao)持時(shi)間。

［例1]  285HBW10/3000,表示用直(zhi)徑10mm的硬質合金球，施加29420N(3000kgf)試驗(yan)力，保(bao)持10~15s條件下測得的布氏硬度值為285。

［例2]  269HBS5/125/20,表示用直徑(jing)5mm的(de)鋼球，施(shi)加1226N(125kgf)試(shi)驗力，保持20s條件下測得(de)的(de)布(bu)氏硬度值為269。

  進行布氏硬度試(shi)驗(yan)(yan)時(shi)，試(shi)樣表(biao)(biao)(biao)面(mian)應(ying)光滑、平(ping)坦，表(biao)(biao)(biao)面(mian)潔凈，表(biao)(biao)(biao)面(mian)粗糙度一般不大(da)于R.1.6μm.試(shi)樣厚度應(ying)大(da)于壓痕深度的(de)8倍(bei)以上(shang)。試(shi)驗(yan)(yan)壓痕中心(xin)距試(shi)樣邊緣的(de)距離應(ying)大(da)于壓痕直(zhi)(zhi)徑2.5倍(bei)以上(shang)，兩相(xiang)鄰壓痕之(zhi)間的(de)中心(xin)距離至少(shao)為(wei)壓痕直(zhi)(zhi)徑的(de)3倍(bei)。

 測(ce)量(liang)壓(ya)痕時，應在同一壓(ya)痕的垂直方向分別測(ce)量(liang)，取兩個實測(ce)值的平均值為壓(ya)痕直徑(jing)值。

 國家標準GB/T231.1《金屬布氏硬度(du)試驗(yan)第(di)1部分：試驗(yan)方法》中，規(gui)定了試驗(yan)設備、試樣要求、試驗(yan)方法及一些注意事項。

 在(zai)熱處(chu)理生產現場，對于大(da)型工件無(wu)法用布氏硬(ying)度(du)機(ji)試驗時，可采用便攜式或(huo)錘擊式布氏硬(ying)度(du)計(ji)。這(zhe)類簡(jian)易布氏硬(ying)度(du)計(ji)的測(ce)量誤差(cha)較大(da)。

 布氏(shi)硬度試驗適用于(yu)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)固溶(rong)化、雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)固溶(rong)化、馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)退火和調質以及(ji)沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)固溶(rong)、時效處(chu)理后的硬度檢測。

2. 洛氏硬(ying)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(shi)硬度＝N-h4/S

式(shi)中(zhong)：N為給(gei)定標尺的(de)硬度數常數；S為給(gei)定標尺的(de)單(dan)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。

 洛氏硬度(du)的實測值(zhi)均可在(zai)洛氏硬度(du)計表盤或顯示屏中顯示。依據(ju)不銹鋼的種(zhong)類及熱處理方(fang)式的不同，常(chang)用(yong)的有HRA、HRB、HRC、HRN等。

［例(li)3]  60HRC,表示用洛氏硬度C標尺測得的(de)洛氏硬度為(wei)60.

［例(li)4]  60HRB,表示用洛(luo)氏(shi)硬度B標尺，測得的洛(luo)氏(shi)硬度為(wei)60.

 進行洛氏硬(ying)度(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗時，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面應(ying)光滑(hua)平坦(tan)，表(biao)面潔凈，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面粗糙度(du)不(bu)大(da)(da)于(yu)(yu)0.8μm.對(dui)于(yu)(yu)用(yong)金剛石圓錐壓頭進行的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣或(huo)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗層的(de)(de)厚度(du)應(ying)不(bu)小于(yu)(yu)殘余壓痕(hen)深(shen)度(du)的(de)(de)10倍；對(dui)于(yu)(yu)用(yong)球壓頭進行的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣或(huo)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗層的(de)(de)厚度(du)不(bu)小于(yu)(yu)殘余壓痕(hen)深(shen)度(du)的(de)(de)15倍。兩次壓痕(hen)的(de)(de)間(jian)距應(ying)大(da)(da)于(yu)(yu)3倍壓痕(hen)直徑，壓痕(hen)距試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣邊緣應(ying)大(da)(da)于(yu)(yu)2.5倍壓痕(hen)直徑。

 國家標準GB/T 230.1《金屬(shu)洛氏硬度試驗(yan)(yan)第1部(bu)分：試驗(yan)(yan)方法(fa)》中，規定了(le)試驗(yan)(yan)設備、試樣要求(qiu)、試驗(yan)(yan)方法(fa)及一些注意事(shi)項。

3. 維氏硬(ying)度試驗

 維氏硬(ying)度(du)試(shi)驗是(shi)將頂部兩相對面具有(you)規定角度(du)的正四棱錐體金剛石壓頭(tou)用(yong)試(shi)驗力(li)壓入試(shi)樣表面，保持規定的時(shi)間后，卸除試(shi)驗力(li)，測量(liang)試(shi)樣表面壓痕的對角線長度(du)來評定硬(ying)度(du)的試(shi)驗方(fang)法。維氏硬(ying)度(du)試(shi)驗原理見圖9-3.

 維氏硬度(du)(du)值是試驗(yan)力(li)除以(yi)壓(ya)痕表面積所得的商，壓(ya)痕被視(shi)為具有正(zheng)方形基面并(bing)與壓(ya)頭角度(du)(du)相(xiang)同的理想形狀。

 維氏硬度HV~0.1891F/d²

 式(shi)中：F為試驗力（N);d為壓(ya)痕(hen)兩個對角線長度的算術平均(jun)值（mm).

 在(zai)實際試(shi)驗(yan)(yan)中，根據試(shi)驗(yan)(yan)力的不同和壓痕的深淺，即壓痕兩對角線算術平均值的不同，查表來確定試(shi)驗(yan)(yan)件(jian)的維(wei)氏硬度值。提交報告(gao)時，應將所采用的試(shi)驗(yan)(yan)力標志在(zai)硬度符號的左下(xia)角處。

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

我(wo)國標(biao)準GB/T 4340.1《金(jin)屬維氏(shi)(shi)硬(ying)度試(shi)(shi)驗(yan)(yan)第1部(bu)分：試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法》中(zhong)，對(dui)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)設(she)備、試(shi)(shi)樣、試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法等都有明確的(de)規定。維氏(shi)(shi)硬(ying)度主要用來檢測淬火鋼和表面硬(ying)化處(chu)理件(jian)的(de)硬(ying)度值。

表9-3是試驗力為98N測得的(de)壓痕對角線長(chang)度(du)對應的(de)維氏硬(ying)度(du)值，不同試驗力，應查對應試驗力的(de)表。

 實測(ce)壓痕(hen)對角線(xian)超出表9-3的范圍時，硬度(du)值(zhi)的評定方法如下。

  1. 將實測壓痕對角線長度值(zhi)的(de)小數點移動一位(wei)，變成(cheng)表中(zhong)含有的(de)數值(zhi)。

  2. 按改變后的(de)對(dui)角線數值查(cha)表9-3中標(biao)示的(de)硬度值。

  3. 將查得的硬(ying)度值的小(xiao)數點向對角(jiao)線小(xiao)數點移動方向相同(tong)方向移兩位，所得值即(ji)為實測(ce)壓痕的硬(ying)度值。

 例如(ru)，壓痕對角線實(shi)測(ce)值為(wei)2.01mm,求其硬(ying)度(du)值。

  1. 將對角線長度實測(ce)值2.01mm的小數點(dian)向左移動(dong)一位，變成0.201mm.

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

  3. 將(jiang)459HV的小(xiao)數(shu)點向左移動兩位(wei)，為4.59HV.

  4. 4.59HV即壓(ya)痕對角(jiao)線為(wei)2.01mm時所對應的(de)硬度值。

  對不銹鋼(gang)及其他金屬在不同熱(re)處理條件(jian)、狀態(tai)下(xia)的(de)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)檢測方法中，除上(shang)面(mian)提到(dao)的(de)布氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)法，洛(luo)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)法、維氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)法外，還(huan)有肖氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)法（HS)、里氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)法（HL)、顯微硬(ying)(ying)(ying)(ying)度(du)(du)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)法等。

 肖氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)與洛氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)的(de)換算(suan)見附(fu)(fu)表(biao)三，里(li)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)換算(suan)見附(fu)(fu)表(biao)四。硬(ying)度(du)(du)換算(suan)值來源(yuan)于不同資料，各表(biao)硬(ying)度(du)(du)值之間可能略有差別，僅供參考。材料硬(ying)度(du)(du)與抗拉強度(du)(du)有一定的(de)關系，見附(fu)(fu)表(biao)五和附(fu)(fu)表(biao)六。