努氏硬度测试

图 23.9 努氏硬度测试压头及压痕
努氏硬度测试使用一个菱形的金刚石压头。长对角线的长度是短对角线的 7 倍(准确来说其实是 7.114 倍)。通过这种形状的压头可以获得最小的弹性回复。努氏硬度测试采用和维氏硬度测试相同的方法和相同的测试仪器,不过其只测量长对角线,这可以节省一点时间。

努氏硬度测试值通过以下公式测得:
HK = 14229L / d2
公式中力值 L 单位是 gf,长对角线长度 d 单位是微米 µm。努氏硬度与维氏硬度表述方式相同,例: 375 HK0.3 表示 300 gf 加载下努氏硬度值为 375(此处省略 kgf/mm² 单位)。另外,20世纪60年代早期开始使用 HK 标示,其他标示如 HKN 或 KHN 不再沿用。
努氏硬度测试和显微维氏硬度测试一样,测试力值范围为 10-1000g,并且可以相互进行转换。表格计算、自动化计算或图像计算都是获得努氏硬度值的常用方式。

优势

除了能稍微节省时间以外,努氏硬度测试的一大特点是适用于易碎和薄片材料。为避免相邻区域不同硬度或空间对被测部位硬度影响,所以压痕中心离开边缘的距离应不小于压痕对角线长度的2.5倍,即压痕对角线长度为试件或表面层剖面宽度的五分之一。同一试样在同一负荷下,细长形的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。此外,如果材料硬度随深度变化很大,维氏压痕会因此变形;也就是说,随着硬度变化,对角线会受到硬度梯度的影响。最后,进行维氏硬度测试前还需要确认材料厚度是否满足条件,其厚度至少应为对角线测量值的1.5倍。而相同载荷下,努氏压头比维氏压头更浅,因此可以测试更薄的材料。

劣势

努氏硬度值会随载荷发生变化,在较高的荷载下,这种变化并不明显。只有在标准荷载(通常为 500gf )下测得的努氏硬度值,才能可靠地转换为其他硬度标尺。所有硬度标尺转换均基于经验数据,其并不精确,只是估值。

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