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努氏硬度计的基本原理和特点

发布时间:2020-01-03 10:44:55    发布人:

努氏(Knoop)硬度试验基本原理是将两长棱夹角为172°30’、 短棱夹角为130°的底面为菱形的金刚石四棱锥体压头(图3.2-1),在一定的试验力作用下压入试样表面,保持一定的时间后,卸除试验力,测量压痕长对角线的长度,如图3.2-2所示,以试验力除以压痕投影面积所得的商表示努氏硬度值。

图3.2-1 努氏金刚石棱锥压头-图3.2-2 努氏硬度试验基本原理图

则努氏硬度的计算公式为:

式中:

HK—— 努氏硬度值(kgf/ mm2)

F—— 试验力(kgf)

S—— 压痕投影面积(mm2)

d—— 压痕长对角线长度(mm)

α—— 压头两长棱夹角(172°30’)

β—— 压头两短棱夹角(130°)

当试验力的单位为N时,努氏硬度值可由下面的公式得出:

努氏硬度值的表示

将HK作为努氏硬度值单位的表示符号。由于硬度值与试验条件相关,因此在HK后要标注主要的试验条件。HK前的数字表示硬度值,HK后第1个数字表示试验力(kgf),第2个数字表示不同于10~15s的保荷时间(10~15s是标准试验力保荷时间)。例如:

640HK0.2表示:在0.2kgf试验力作用下保持10~15s测得的努氏硬度值为640。

640HK0.2/30表示:在0.2kgf试验力作用下保持30s测得的努氏硬度值为640。

努氏硬度与显微维氏硬度的比较

努氏硬度试验原理与显微维氏硬度试验原理基本相同。即将金刚石压头压入试样表面,保持一定的时间后卸除试验力,测量压痕对角线的长度。两种试验方法的区别是:显微维氏硬度试验使用正四棱锥体金刚石压头,而努氏硬度试验使用菱形锥体金刚石压头;显微维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得的商,而努氏硬度值是试验力除以压痕投影面积所得的商。

努氏硬度试验得到的压痕长对角线长度是短对角线长度的7.11倍,根据标准试验方法规定测定长对角线长度,因此测量相对误差比显微维氏硬度的误差要小。在相同试验力下,努氏硬度压头压出的压痕较浅,所以更适于测定薄层的硬度。

 

 

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