努氏硬度（原理公式优缺点一篇学会）

努氏硬度（Knoop Hardness），也称为克氏硬度或克努普硬度，是一种测量材料硬度的试验方法，由美国的Frederick Knoop于1939年发明。它使用较小的力以特殊形状的压头进行试验，通过测量压痕对角线长度来求得硬度值。

以下是关于努氏硬度的一些详细信息：

努氏硬度的定义

努氏硬度是以发明人美国的Knoop命名的试验。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。

努氏硬度的原理

努氏硬度试验原理是：将顶部两棱之间的a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。试验力除以试样表面的压痕投影面积之商即为努氏硬度。

努氏硬度的计算公式

努氏硬度值（HK）可以通过以下公式计算：
[ HK = \frac{F}{S} ]
其中，( F ) 是试验力，( S ) 是压痕投影面积。

努氏硬度与其他硬度测试方法的比较

• 努氏硬度与维氏硬度的换算：努氏硬度与维氏硬度的换算公式为 ( HV = 0.968HK )，但请注意，这个公式在低载荷下测得，误差较大。
• 努氏硬度与洛氏硬度的换算：努氏硬度与洛氏硬度的换算公式较为复杂，通常需要通过实验数据得出。
• 努氏硬度与布氏硬度的换算：努氏硬度与布氏硬度的换算同样需要通过实验数据得出。

努氏硬度的应用领域

努氏硬度试验主要也是用于金属学、金相学研究。它特别适于测试硬而脆的材料，如珐琅、玻璃、人造金刚石、金属陶瓷及矿物等。它还可用于表面硬化层有效深度的测定，用于细小零件、小面积、薄材料、细线材、刀刃附近的硬度、电镀层及牙科材料硬度的测试。

努氏硬度测试的优点

• 测量精度较高：由于使用压头的特殊形状，试验时能产生长短对角线为7:1的棱形压痕，只测量长对角线长度，具有较高的测量精度。
• 适用于表层硬度和薄件的硬度测试：努氏硬度试验的压痕压入深度只有长对角线长度的1/30，适用于表层硬度和薄件的硬度测试。
• 特别适于测试硬而脆的材料：努氏硬度测试特别适于测试硬而脆的材料，如珐琅、玻璃、人造金刚石等，不容易产生裂纹。

努氏硬度测试的局限性

• 需要专门的硬度计：虽然努氏硬度试验没有专门的硬度计，但通常是共用显微维氏硬度计，只要更换压头并改变硬度值的算法即可。
• 换算公式存在误差：努氏硬度与其他硬度测试方法之间的换算公式存在一定的误差，需要根据具体情况进行调整。

通过以上分析，我们可以看到努氏硬度作为一种硬度测试方法，在材料科学和工程领域中具有重要的应用价值。