努氏硬度试验原理及其应用

0　引言

努氏硬度计、努氏硬度块检定规程业已颁布 实施，这是我国硬度计量工作者及相关材料工艺 研究人员期盼已久的一件大事，它为我国特种材 料特别是航天航空材料的进口验收、质量评定和 国际间的交流提供了计量技术法规，可喜可贺。 为了使从事这一项目的同行有更多的了解，笔者 就多年来的点滴体会作简单介绍，以供参考。

1　努氏硬度试验原理

努氏硬度是以发明人美国的 Knoop 命名的。 过去又称克氏硬度、克努普硬度、努普硬度，在 我国列为小负荷硬度试验，也可称其为显微硬度。 它与显微维氏硬度试验一样，使用较小的力以特 殊形状的压头进行试验，测量压痕对角线求得硬 度值。努氏硬度试验原理：将顶部两棱之间的 α 角为 172.5°和 β 角为 130°的棱锥体金刚石压头 用规定的试验力压入试样表面，经一定的保持时 间后卸除试验力（图 1）。试验力除以试样表面的 压痕投影面积之商即为努氏硬度。计算公式如下：

2　努氏试验的特点

1）由于使用压头的特殊形状如图 2 所示，试 验时能产生长短对角线为 7 : 1 的棱形压痕。原理 规定只测量长对角线长度，具有较高的测量准确 度。图中 AC 为长对角线，BE 为短对角线，OD 为压痕深度，∠ ADC=172.5°，∠ BDE=130°。

2）努氏硬度试验的压痕压入深度只有长对角 线长度的 1/30，维氏硬度试验的压痕压入深度为 对角线长度的 1/7，所以努氏硬度试验适用于表层 硬度和薄件的硬度测试。

3）同一试样在同一负荷下，努氏硬度压痕 对角线长度约为维氏硬度压痕对角线长度的 3 倍， 大大优于维氏测量法。

4）努氏硬度试验适合脆性材料的测试。脆性 材料在努氏硬度测试时，裂纹产生部位大多在短 对角线两侧，一般不太影响长对角线的测量。

5）在一定范围内，试验所测得的硬度值与 施加的负荷无关，硬度值有较好的相似性。如图 3 所示，在 0.49 N（50 gf）以上时，硬度值变化 趋于恒定。所以进行硬度试验时，如果条件允许， 尽量选择大一级的负荷。在标明硬度值时，一定 要在硬度符号底角加注使用负荷。如 400 HK 0.1 即表明在 0.98 N 负荷下硬度值为 400。

3　努氏硬度试验法的应用

自1939 年 Knoop 发明了这种方法，努氏硬度 试验受到了广泛的应用，我国努氏硬度量值溯源关 系完善后，为这种方法的运用开辟了广阔的前景。