1.试验原理
1)将顶部两相对面具有规定角度的菱形棱锥体金刚石压头用试验力F压入试样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面压痕长对角线的长度,如图3-11和图3-12所示。努氏硬度与试验力除以压痕投影面积所得的商成正比,压痕被视为具有与压头顶部角度相同的菱形基面棱锥体形状。
图3-11 努氏硬度压头
2)努氏硬度的计算如下:
即努氏硬度的计算公式为
式中 0.102——试验力单位由kgf更换为N后需要乘以的系数,即1/g=1/9.80665=0.102(g标准重力加速度);
F——试验力,单位为N;
A——压痕投影面积,单位为mm2;
d——压痕长对角线长度,单位为mm;
c——压头常数,c=tan(β/2)/[2tan(α/2)],其中,α、β是相对棱边之间的夹角,分别为172.5°±0.1°、130°±0.1°。
图3-12 努氏硬度压痕
2.硬度值的表示
努氏硬度用HK表示,符号之前为硬度值,符号之后依次为表示试验力的数字(见表3-20所示)、试验力保持时间(10~15s不标注)。如640HK0.1表示在试验力为0.9807N下保持10~15s测定的努氏硬度值为640;640HK0.1/20表示在试验力为0.9807N下保持20s测定的努氏硬度值为640。
表3-20 试验力的选择
3.试验程序
1)使压头与试样表面接触,垂直于试验面施加试验力,加力过程中不应有冲击和振动,直至将试验力施加至规定值。从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应不超过10s,压头下降速度应在15~70μm/s之间。
2)试验力保持时间为10~15s。对于特殊材料,试验力保持时间可以延长,但误差应在±2s之内。
3)任一压痕边界距试样边缘的距离,对于钢、铜及铜合金,至少应为压痕短对角线长度的2.5倍;对于轻金属、铅、锡及合金,至少应为压痕短对角线长度的3倍。两相邻压痕之间的距离,对于钢、铜及铜合金,至少应为压痕短对角线长度的3倍;对于轻金属、铅、锡及合金,至少应为压痕短对角线长度的6倍。如果相邻两压痕大小不同,应以较大压痕确定压痕间距。
4)测量压痕长对角线的长度,按式(3-4)计算努氏硬度。
4.平面努氏硬度值的计算
平面努氏硬度值的计算如表3-21所示。
表3-21 平面努氏硬度值的计算表
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