什么是努氏硬度(HK)努氏硬度計(jì)
努氏(Knoop)硬度試驗(yàn)基本原理是將兩長(zhǎng)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(yàn)力作用下壓入試樣表面,保持一定的時(shí)間后,卸除試驗(yàn)力,測(cè)量壓痕長(zhǎng)對(duì)角線的長(zhǎng)度,如圖3.2-2所示,以試驗(yàn)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(yàn)基本原理圖
則努氏硬度的計(jì)算公式為:
式中:
HK—— 努氏硬度值(kgf/ mm2)
F—— 試驗(yàn)力(kgf)
S—— 壓痕投影面積(mm2)
d—— 壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度(mm)
α—— 壓頭兩長(zhǎng)棱夾角(172°30’)
β—— 壓頭兩短棱夾角(130°)
當(dāng)試驗(yàn)力的單位為N時(shí),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(hào)。由于硬度值與試驗(yàn)條件相關(guān),因此在HK后要標(biāo)注主要的試驗(yàn)條件。HK前的數(shù)字表示硬度值,HK后第1個(gè)數(shù)字表示試驗(yàn)力(kgf),第2個(gè)數(shù)字表示不同于10~15s的保荷時(shí)間(10~15s是標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)力保荷時(shí)間)。例如:
640HK0.2表示:在0.2kgf試驗(yàn)力作用下保持10~15s測(cè)得的努氏硬度值為640。
640HK0.2/30表示:在0.2kgf試驗(yàn)力作用下保持30s測(cè)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(yàn)原理與顯微維氏硬度試驗(yàn)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(shí)間后卸除試驗(yàn)力,測(cè)量壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度。兩種試驗(yàn)方法的區(qū)別是:顯微維氏硬度試驗(yàn)使用正四棱錐體金剛石壓頭,而努氏硬度試驗(yàn)使用菱形錐體金剛石壓頭;顯微維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得的商,而努氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕投影面積所得的商。
努氏硬度試驗(yàn)得到的壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度是短對(duì)角線長(zhǎng)度的7.11倍,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法規(guī)定測(cè)定長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度,因此測(cè)量相對(duì)誤差比顯微維氏硬度的誤差要小。在相同試驗(yàn)力下,努氏硬度壓頭壓出的壓痕較淺,所以更適于測(cè)定薄層的硬度。