什么是努氏硬度(HK)努氏硬度計
努氏(Knoop)硬度試驗基本原理是將兩長棱夾角為172°30’、短棱夾角為130°的底面為菱形的金剛石四棱錐體壓頭(圖3.2-1),在一定的試驗力作用下壓入試樣表面,保持一定的時間后,卸除試驗力,測量壓痕長對角線的長度,如圖3.2-2所示,以試驗力除以壓痕投影面積所得的商表示努氏硬度值。
圖3.2-1 努氏金剛石棱錐壓頭-圖3.2-2 努氏硬度試驗基本原理圖
則努氏硬度的計算公式為:
式中:
HK—— 努氏硬度值(kgf/ mm2)
F—— 試驗力(kgf)
S—— 壓痕投影面積(mm2)
d—— 壓痕長對角線長度(mm)
α—— 壓頭兩長棱夾角(172°30’)
β—— 壓頭兩短棱夾角(130°)
當試驗力的單位為N時,努氏硬度值可由下面的公式得出:
1、努氏硬度值的表示
將HK作為努氏硬度值單位的表示符號。由于硬度值與試驗條件相關(guān),因此在HK后要標注主要的試驗條件。HK前的數(shù)字表示硬度值,HK后第1個數(shù)字表示試驗力(kgf),第2個數(shù)字表示不同于10~15s的保荷時間(10~15s是標準試驗力保荷時間)。例如:
640HK0.2表示:在0.2kgf試驗力作用下保持10~15s測得的努氏硬度值為640。
640HK0.2/30表示:在0.2kgf試驗力作用下保持30s測得的努氏硬度值為640。2、努氏硬度與顯微維氏硬度的比較
努氏硬度試驗原理與顯微維氏硬度試驗原理基本相同。即將金剛石壓頭壓入試樣表面,保持一定的時間后卸除試驗力,測量壓痕對角線的長度。兩種試驗方法的區(qū)別是:顯微維氏硬度試驗使用正四棱錐體金剛石壓頭,而努氏硬度試驗使用菱形錐體金剛石壓頭;顯微維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商,而努氏硬度值是試驗力除以壓痕投影面積所得的商。
努氏硬度試驗得到的壓痕長對角線長度是短對角線長度的7.11倍,根據(jù)標準試驗方法規(guī)定測定長對角線長度,因此測量相對誤差比顯微維氏硬度的誤差要小。在相同試驗力下,努氏硬度壓頭壓出的壓痕較淺,所以更適于測定薄層的硬度。