🔩 金属材料的维氏硬度（试验力1 gf–120 kgf）和努氏硬度（1 gf–2 kgf）——对硬度计、压头、标准硬度块的要求及试验程序；ASTM E92
三句话速览
美国标准ASTM E92涵盖金属材料维氏硬度和努氏硬度的测定：对硬度计的要求和试验程序，附录中还有——试验机的检验、标准机、压头和标准硬度块的标定以及球面和柱面的修正系数。该检测依据 ASTM E92-26 (wydanie aktywne; E92-23 — „Historical”)；认可范围中的覆盖情况（2026年10月27日读取）：6家波兰实验室（含校准实验室AP 045），数据库副本中7条记录，6份PCA文件中有该标准，无暂停条目；“实验室”标签页——13（6 PL，7 CZ）。整个程序共 4 个步骤；主要用于：金属材料——维氏硬度（1 gf–120 kgf）和努氏硬度（1 gf–2 kgf），也包括不超过1 kgf的显微硬度（参照ASTM E384）、质量控制，材料和区域评价（相、硬度梯度——尤其采用努氏法）、硬度计、压头和标准硬度块的检验与标定（附录A1–A4）。
要点速览
- 标准: ASTM E92-26 (wydanie aktywne; E92-23 — „Historical”)
- 类别: 材料与无损检测
- 操作步骤数: 4
- 状态（ASTM页面，2026年10月27日读取）: 现行E92-26；E92-23（认可范围中引用）——“Historical”；无波兰语版
- 试验力（第1.4点）: 维氏：9.807 × 10⁻³ N – 1176.80 N（1 gf – 120 kgf）；努氏：9.807 × 10⁻³ N – 19.613 N（1 gf – 2 kgf）
- 单位（第1.6点，注1）: 力以N计，结果通常以kgf和gf表示；以N计的力除以9.80665 N/kgf
概述
标准内容（ASTM页面：第1和第4章）。这些试验方法涵盖以压入维氏或努氏压头为原理测定金属材料的维氏硬度和努氏硬度；标准给出了对硬度计的要求和试验程序。强制性附录：A1——硬度计的检验，A2——标准机，A3——压头的标定，A4——标准硬度块的标定，A5——球面和柱面上维氏试验的修正系数；非强制性附录X1——不确定度评定示例。维氏硬度试验力为9.807 × 10⁻³ N至1176.80 N（1 gf–120 kgf），努氏硬度——9.807 × 10⁻³ N至19.613 N（1 gf–2 kgf）；显微硬度范围（试验力不超过1 kgf）的指南见ASTM E384。标准以SI单位给出力和长度，但由于历史原因结果通常以kgf和gf表示；力以牛顿计时须除以9.80665 N/kgf。两种方法的原理、程序和检验基本相同；区别在于压头几何形状、硬度值的计算方式，以及维氏法可用于更大的试验力。注2：这些程序也适用于其他材料（陶瓷——ASTM C1326和C1327）。
意义和局限（ASTM页面第4章）。维氏和努氏硬度用于材料评价、生产过程质量控制和研究工作；虽然是经验性的，但对许多金属而言它与抗拉强度相关，并可反映耐磨性和延性。显微硬度可用于检测因太薄或太小而无法进行宏观试验的材料以及单个相和区域。由于两种方法都会显示硬度的不均匀性，单个结果可能不能代表整个材料的硬度。在均匀材料中，维氏压头通常在所有试验力下给出相同的硬度值，但极小试验力（低于25 gf）和对角线小于约25 µm的压痕除外；在各向同性材料中压痕的两条对角线相等。努氏硬度值随试验力减小而增大，在较硬材料中及试验力低于50 gf时更为明显。努氏压头呈细长菱形，长对角线是短对角线的7.114倍；其压痕比维氏四棱锥的压痕更窄更浅，因此压痕可以排得更密——短对角线沿硬度梯度方向。
版本和状态（ASTM页面，2026年10月27日读取）。在ASTM版本列表中，现行版本为E92-26（DOI 10.1520/E0092-26）；E92-23页面（DOI 10.1520/E0092-23）标注为“Historical”（两者更新日期均为2026年8月27日），更早的版本为E92-17、E92-16和E92-82及其版本（R03、R97）。E92-23和E92-26页面上第1和第4章的文字完全相同（2026年10月27日比较两页：无差异）；页面未说明2026版做了哪些修改。ASTM E92没有波兰语版——它是ASTM International的文件。在iTeh目录中（2026年10月27日读取），ASTM E92-23状态为“Published”，E92-17和E92-16为“Historical”；目录中尚未列出2026版。
实验室数量及引用形式（2026年10月27日从生产服务器刷新的认可范围数据库副本，以及当日下载的现行PCA文件）。编号E92出现在6家波兰实验室的7条记录中：AB 001、AB 205、AB 792、AB 1489、AB 1700（两个条目）和校准实验室AP 045。全部6份现行PCA文件中都有该标准；没有条目被暂停。各实验室均写作“ASTM E92-23”；AB 792在同一条目中还有“ASTM E92-17”，旁边还有ASTM E384-22和PN-EN ISO 6507-1:2024-04。AB 205、AB 792和AB 1700在相同条目中列有ISO维氏标准PN-EN ISO 6507-1:2024-04，AB 1700对焊接接头还列有PN-EN ISO 9015-1:2011。“实验室”标签页（“ASTM E92”）显示13家实验室：这6家波兰实验室和7家捷克实验室（labcoda.pl标签页查询，2026年10月27日）。
实验室检测内容（数据库副本和PCA文件）。仅维氏硬度：金属及合金制品和焊接接头的HV10（AB 001，波兹南实验室检测部，也可在委托方指定地点进行）、铸钢件、铸铁件和冶金产品的HV 10（AB 205）、金属材料和制品的HV 0.1和HV 10（AB 792）、金属及合金的HV 0.1；0.3；0.5；1；5；10；30（AB 1489）、焊接接头和冶金产品的HV10（AB 1700）。AP 045按本标准校准维氏硬度计，范围100–1000 HV，标尺从HV 0.05到HV 30，最小不确定度（CMC）从1.4 %（HV 10）到5.1 %（HV 0.05）。没有任何波兰条目按ASTM E92检测努氏硬度；AB 053的认可范围中有努氏硬度HK——按PN-EN ISO 4545-1:2024-04。
容易得到貌似正确结果的环节。第一——版本：认可范围引用的E92-23现被ASTM标注为“Historical”；在注日期引用的情况下，实验室按认可范围中的版本工作，而ASTM页面未说明2026版的修改。第二——单位：硬度值以牛顿计的力定义，但实际以kgf和gf表示；力以N计时须除以9.80665 N/kgf——漏掉换算会使结果相差约9.8倍。第三——小试验力：维氏法在试验力低于25 gf或压痕小于约25 µm时，努氏法在试验力低于50 gf时，得到的数值与试验力有关；只能比较相同试验力的结果（如HV 0.1与HV 0.1，而不是与HV 10）。第四——由于方法会检出不均匀性，单个压痕可能不代表整个材料的硬度。第五——曲面：对于球面和柱面上的维氏试验，标准给出了修正系数（附录A5）。第六——ASTM E92和PN-EN ISO 6507-1是两份不同的文件；三家实验室在同一条目中同时列有两者，因此报告应说明依据哪一份进行试验。
我们不提供的内容。我们未获得标准正文（iTeh目录中E92-23的预览无法获取，ASTM页面只提供第1和第4章）。我们不提供对硬度计和压头的要求、试验力保持时间、压痕间距及与边缘的距离、HV和HK的计算公式、附录A5的系数以及不确定度示例。
方法原理
将维氏压头（正方形底面的四棱锥）或努氏压头（细长菱形，对角线比为7.114 : 1）以规定的试验力压入材料表面——维氏法1 gf至120 kgf，努氏法1 gf至2 kgf——并由压痕尺寸计算硬度值HV或HK；两种方法的原理、程序和试验机检验基本相同（ASTM E92，据ASTM页面第1和第4章）。我们不提供公式和程序。
应用领域
- 金属材料——维氏硬度（1 gf–120 kgf）和努氏硬度（1 gf–2 kgf），也包括不超过1 kgf的显微硬度（参照ASTM E384）
- 质量控制，材料和区域评价（相、硬度梯度——尤其采用努氏法）
- 硬度计、压头和标准硬度块的检验与标定（附录A1–A4）
- 认可范围中：5家检测实验室（仅HV）和一家维氏硬度计校准实验室
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 状态（ASTM页面，2026年10月27日读取） | 现行E92-26；E92-23（认可范围中引用）——“Historical”；无波兰语版 |
| 试验力（第1.4点） | 维氏：9.807 × 10⁻³ N – 1176.80 N（1 gf – 120 kgf）；努氏：9.807 × 10⁻³ N – 19.613 N（1 gf – 2 kgf） |
| 单位（第1.6点，注1） | 力以N计，结果通常以kgf和gf表示；以N计的力除以9.80665 N/kgf |
| 努氏压头（第4.6点） | 细长菱形，长对角线为短对角线的7.114倍；压痕比维氏更窄更浅 |
| 结果恒定性的界限（第4.4–4.5点） | 维氏——低于25 gf或对角线< 约25 µm时与试验力有关；努氏——试验力< 50 gf时硬度值增大 |
| 附录（第1.2–1.3点） | A1试验机检验，A2标准机，A3压头，A4标准硬度块，A5球面和柱面系数；X1不确定度 |
| 认可范围中的覆盖情况（2026年10月27日读取） | 6家波兰实验室（含校准实验室AP 045），数据库副本中7条记录，6份PCA文件中有该标准，无暂停条目；“实验室”标签页——13（6 PL，7 CZ） |
标准
- 标准编号
- ASTM E92-26 (wydanie aktywne; E92-23 — „Historical”)
- 标准名称（波兰语）
- Metody badań twardości Vickersa i twardości Knoopa materiałów metalowych (tłumaczenie tytułu nasze; norma ASTM nie ma polskiego wydania)
- 标准名称（英语）
- Standard Test Methods for Vickers Hardness and Knoop Hardness of Metallic Materials
分步操作程序
-
选择方法和试验力
维氏1 gf–120 kgf或努氏1 gf–2 kgf；试验力不超过1 kgf时参照ASTM E384；以N计的力用9.80665 N/kgf换算（第1.4–1.6点）。
-
硬度计检验
按附录A1，使用按A4标定的标准硬度块和按A3标定的压头。我们不提供细节。
-
压制压痕
压入压头并测量压痕对角线；球面和柱面采用附录A5的系数。我们不提供时间和间距。
-
结果
HV或HK并注明试验力符号（如HV 10）；单个结果可能不代表整个材料的硬度（第4.3点）。ASTM E92-26为现行版，E92-23——“Historical”（2026年10月27日）。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 维氏/努氏硬度计 | 要求和检验——正文及附录A1；我们不提供数值 | — |
| 维氏和努氏压头 | 按附录A3标定；努氏——对角线比7.114 : 1 | — |
| 标准硬度块 | 按附录A4标定 | — |
职业健康与安全
- 标准不涉及安全问题；安全、健康和环境实践由使用者确定（第1.8点）
- 专业提示：只能比较相同试验力下的结果——小试验力时硬度值与试验力有关
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 ASTM E92-26 (wydanie aktywne; E92-23 — „Historical”) — 《Standard Test Methods for Vickers Hardness and Knoop Hardness of Metallic Materials》。
该方法的原理是什么？
将维氏压头（正方形底面的四棱锥）或努氏压头（细长菱形，对角线比为7.114 : 1）以规定的试验力压入材料表面——维氏法1 gf至120 kgf，努氏法1 gf至2 kgf——并由压痕尺寸计算硬度值HV或HK；两种方法的原理、程序和试验机检验基本相同（ASTM E92，据ASTM页面第1和第4章）。
测量范围和准确度是多少？
状态（ASTM页面，2026年10月27日读取）：现行E92-26；E92-23（认可范围中引用）——“Historical”；无波兰语版；试验力（第1.4点）：维氏：9.807 × 10⁻³ N – 1176.80 N（1 gf – 120 kgf）；努氏：9.807 × 10⁻³ N – 19.613 N（1 gf – 2 kgf）；单位（第1.6点，注1）：力以N计，结果通常以kgf和gf表示；以N计的力除以9.80665 N/kgf；努氏压头（第4.6点）：细长菱形，长对角线为短对角线的7.114倍；压痕比维氏更窄更浅。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 4 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
维氏/努氏硬度计、维氏和努氏压头、标准硬度块。
该检测用于哪些场景？
金属材料——维氏硬度（1 gf–120 kgf）和努氏硬度（1 gf–2 kgf），也包括不超过1 kgf的显微硬度（参照ASTM E384）；质量控制，材料和区域评价（相、硬度梯度——尤其采用努氏法）；硬度计、压头和标准硬度块的检验与标定（附录A1–A4）；认可范围中：5家检测实验室（仅HV）和一家维氏硬度计校准实验室。
需要采取哪些安全防护措施？
标准不涉及安全问题；安全、健康和环境实践由使用者确定（第1.8点）；专业提示：只能比较相同试验力下的结果——小试验力时硬度值与试验力有关。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 ASTM E92。