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努氏（Knoop）硬度試驗(yàn)基本原理是將兩長(zhǎng)棱夾角為172°30’、短棱夾角為130°的底面為菱形的金剛石四棱錐體壓頭（圖3.2-1），在一定的試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，保持一定的時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量壓痕長(zhǎng)對(duì)角線的長(zhǎng)度，如圖3.2-2所示，以試驗(yàn)力除以壓痕投影面積所得的商表示努氏硬度值。

圖3.2-1 努氏金剛石棱錐壓頭-圖3.2-2 努氏硬度試驗(yàn)基本原理圖
則努氏硬度的計(jì)算公式為：

式中：
HK—— 努氏硬度值（kgf/ mm2）
F—— 試驗(yàn)力（kgf）
S—— 壓痕投影面積（mm2）
d—— 壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度（mm）
α—— 壓頭兩長(zhǎng)棱夾角（172°30’）
β—— 壓頭兩短棱夾角（130°）
當(dāng)試驗(yàn)力的單位為N時(shí)，努氏硬度值可由下面的公式得出：
1、努氏硬度值的表示

將HK作為努氏硬度值單位的表示符號(hào)。由于硬度值與試驗(yàn)條件相關(guān)，因此在HK后要標(biāo)注主要的試驗(yàn)條件。HK前的數(shù)字表示硬度值，HK后第1個(gè)數(shù)字表示試驗(yàn)力（kgf），第2個(gè)數(shù)字表示不同于10~15s的保荷時(shí)間（10~15s是標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)力保荷時(shí)間）。例如：
640HK0.2表示：在0.2kgf試驗(yàn)力作用下保持10~15s測(cè)得的努氏硬度值為640。
640HK0.2/30表示：在0.2kgf試驗(yàn)力作用下保持30s測(cè)得的努氏硬度值為640。2、努氏硬度與顯微維氏硬度的比較

努氏硬度試驗(yàn)原理與顯微維氏硬度試驗(yàn)原理基本相同。即將金剛石壓頭壓入試樣表面，保持一定的時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度。兩種試驗(yàn)方法的區(qū)別是：顯微維氏硬度試驗(yàn)使用正四棱錐體金剛石壓頭，而努氏硬度試驗(yàn)使用菱形錐體金剛石壓頭；顯微維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得的商，而努氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕投影面積所得的商。
努氏硬度試驗(yàn)得到的壓痕長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度是短對(duì)角線長(zhǎng)度的7.11倍，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法規(guī)定測(cè)定長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度，因此測(cè)量相對(duì)誤差比顯微維氏硬度的誤差要小。在相同試驗(yàn)力下，努氏硬度壓頭壓出的壓痕較淺，所以更適于測(cè)定薄層的硬度。