努氏硬度的特点分析及应用

吉静 徐凌云 吴益文 李洪涛 楚民生

(上海出入境检验检疫局 上海 200135)

1 前言

硬度是金属材料力学中最常用的一个性能指标，它能在一定条件下敏感地反映出材料在化学成分、组织结构和处理工艺上的差异。常用的硬度测试方法有维氏、布氏、洛氏和努氏方法。在我国，维氏硬度的应用相当广泛，因为与布氏、洛氏硬度相比，维氏硬度有其明显的特点：虽然检测力不同，但测出的硬度值并不改变［1］;它可以以几克的微载荷测试极薄的表面硬化层的硬度及检验微区缺陷［2－4］。而努氏硬度因其特有的压痕形状又比维氏硬度的测试更胜一筹，它的高测试精度为其他方法所不及，在国外已得到广泛使用。努氏硬度对于材料物理特性的研究，特别是各向异性材料的弹塑性研究有着至关重要的作用［5－6］，被广泛应用于小型精密件的硬度测试［7］，如锉刀齿尖、齿轮齿尖、手表摆轮摆轴轴尖、刀片刃口、医用注射针等小型产品及零部件的硬度，还被广泛应用于复合材料结合能的测试［8－10］。

2 努氏硬度测试原理［11］

努氏硬度是以美国的发明人Knoop而命名，在我国和显微维氏硬度一起被列为小负荷硬度测试，也可称其为显微硬度。

努氏硬度测试原理是：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检测力压入试样表面，经过一定的保持时间后卸除检测力，检测力除以试样表面的压痕投影面积之商即为努氏硬度。努氏压头形状和压痕面积投影如图1和图2所示。……