金属材料 努氏硬度试验 第1部分- 试验方法-编制说明

一、工作简况

1、任务来源

本项目是依据国家标准化管理委员会国标委发[2020]6号文件“关于下达2020年推荐

性国家标准计划（修订）的通知”下达的项目计划，项目编号为20200659-T-605，项目名

称为“金属材料努氏硬度试验第1部分:试验方法”。本项目是修订项目，代替GB/T

18449.1-2009。主要起草单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院、……、钢研纳克

检测技术股份有限公司等，计划完成时间为2021年，鉴于采标的国际标准ISO4545.1正在

修订中，2021年申请延期一年。

2、主要工作过程

起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2020年4月26日全国钢标委力学分委员会组

织各起草单位成立了起草工作组，由钢铁研究总院为组长单位，负责主要起草工作。工作组

对国内外努氏硬度试验方法和技术现状与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和

国内外技术资料，进行了大量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总

结和归纳，在此基础上编制出《金属材料努氏硬度试验第1部分:试验方法》标准草案初

稿。经工作组及有关专家研讨后，对标准草案初稿进行了认真的修改，于2023年07月形成

了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，报全国钢标委力学分委员会秘书处。

征求意见阶段:2023年08月3日，由全国钢标委力学分委员会秘书处将标准征求意

见稿和编制说明发送到力学分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求意见，同时在

《钢铁标准网》网站上公开征求社会意见，为期2个月时间。

注意：如果标准草案涉及专利，在标准制修订过程中的任何阶段，均应附上《已披露

的专利清单》广泛征求意见，并将反馈意见加以说明。鼓励没有参与国家标准

制修订的组织或者个人在标准制修订的任何阶段披露其拥有和知悉的必要专利。

3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由钢铁研究总院等单位共同起草。

二、标准编制原则

本标准在修订过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、

不断完善”的原则，注重标准修订与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，本

着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性

和规范性的原则来进行本标准的修订工作。

本标准修改采用ISO4545：2023《金属材料努氏硬度试验第1部分:试验方法》。在

起草过程中，主要按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起

草规则》的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利

益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性。

三、主要内容说明

1、标准主要内容

本标准将修改采用国际标准ISO4545-1：2023(E)。本标准规定了金属努氏硬度试验的原

理、符号及说明、硬度计、试样、试验方法及试验报告。本标准规定的试验力值范围为

0.009807N到19.613N。本标准规定了长对角线压痕长度≥0.02mm的努氏硬度试验。本标

准中规定的努氏硬度试验也适用于涂层厚度不小于0.045mm的金属和其他无机覆盖层。

借助该标准修订之机,标准起草小组将针对各种努氏硬度计开展相关验证试验。

2、主要技术差异

本文件代替GB/T18449.1—2009《金属材料努氏硬度试验第1部分：试验方法》，与

GB/T18449.1-2009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

——压痕对角线＜0.020mm的所有提及均已删除；

——针对不同的对角线长度测量范围给出了相应压痕测量系统的分辨力要求(见表2)；

——努氏硬度试验力值的下限扩展到0.009807N；

——试验机定期（每周或每天）验证的要求已被定义为规范性要求，最大允许偏差值已

被修订，测量参考压痕的最大允许误差要求已被修订；

——增加了压头检查和监测的建议；

——修改了压头接近样品表面的速率；

——明确了施力时间和最大力下的保持时间的目标值；

——增加了图3，说明了压痕之间最小距离的要求；已经说明了相对于压痕中心的距离，

而不是压痕极限，但要求没有改变；

——在试验报告中增加了试验时间和硬度转换方法的要求；

——附录A由资料性附录变成规范性附录，修改了最大允许偏差值以及增加了压头的

检查；

——增加了资料性附录C努氏硬度测量的溯源性；

——增加了资料性附录DCCM-硬度工作组；

——增加了资料性附录E柯勒照明系统的调整。

——增加了规范性附录F测定金属及其他无机覆盖层的努氏硬度。

四、主要试验(或验证)情况

针对“HK0.5标准努氏硬度压痕对角线长度的检查”和“努氏硬度压头的检查”两方面

进行了试验验证：

（1）HK0.5标准努氏硬度压痕对角线长度的检查：

①INNOVA

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

247HK0.5(×200)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

INNOVADi(mm)0.176300.175370.176480.175590.17603

标准D(mm)0.16968

硬度测量值HK228.90231.34228.45230.76229.60

绝对偏差

0.006620.005690.00680.005910.00635

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否否

相对均匀度Jrel＜7%0.13

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%3.364.425.303.773.06

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

441HK0.5(×200)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

INNOVADi(mm)0.126720.126720.126500.125830.12605

标准D(mm)0.12696

硬度测量值HK443.08443.08444.63449.34447.76

绝对偏差

0.000240.000240.000460.00110.00091

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001是是是否是

相对均匀度Jrel＜4%0.42

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%0.190.190.360.870.72

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

720HK0.5(×200)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

INNOVADi(mm)0.101730.102610.101750.102170.10217

标准D(mm)0.0994

硬度测量值HK687.46675.71687.26681.53681.57

绝对偏差

0.002330.003210.002350.002770.00277

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否否

相对均匀度Jrel＜3%0.86

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%2.343.232.362.792.79

②WILSON

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

247HK0.5(×300)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

WILSONDi(mm)0.17530.17570.17460.17530.1753

标准D(mm)0.16968

硬度测量值HK231.5230.4233.4231.5231.5

绝对偏差

0.005620.006020.004920.005620.00562

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否否

相对均匀度Jrel＜7%0.63

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%3.313.552.903.313.31

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

720HK0.5(×300)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

WILSONDi(mm)0.10030.10000.10030.09950.1003

标准D(mm)0.0994

硬度测量值HK707.2711.4707.2718.6707.2

绝对偏差

0.00090.00060.00090.00010.0009

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001是是是是是

相对均匀度Jrel＜3%0.80

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%0.910.600.910.100.91

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

720HK0.5(×500)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

WILSONDi(mm)0.10020.10020.10060.09940.1006

标准D(mm)0.0994

硬度测量值HK708.6708.6703720.1703

绝对偏差

0.00080.00080.001200.0012

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001是是否是否

相对均匀度Jrel＜3%1.20

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%0.800.801.2001.20

③QNESS

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

247HK0.5(×400)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

QNESSDi(mm)0.175910.176830.175490.17697/

标准D(mm)0.16968

硬度测量值HK229.9227.5231227.2/

绝对偏差

0.006230.007150.005810.00729/

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否/

相对均匀度Jrel＜7%0.84

硬度块是否合格是是是是/

|Di-D|/D＜1.25%3.674.213.424.30/

④恒一（LM300AT）

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

441HK0.5(×500)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

恒一Di(mm)0.126320.126030.127050.126610.12627

标准D(mm)0.12696

硬度测量值HK445.89447.95440.85443.85446.24

绝对偏差

0.000640.000930.000090.000350.00069

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001是是是是是

相对均匀度Jrel＜4%0.81

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%0.500.730.070.280.54

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

720HK0.5(×500)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

恒一Di(mm)0.103250.103600.103870.103050.10301

标准D(mm)0.0994

硬度测量值HK667.41663.04659.47670670.52

绝对偏差

0.003850.00420.004470.003650.00361

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否否

相对均匀度Jrel＜3%0.83

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%3.874.234.503.673.63

从以上压痕长度验证试验数据可以看出，测量HK0.5标准压痕的长对角线长度很容易超

差，跟HK0.5的低、中、高的硬度值范围以及选取读数装置的放大倍数密切相关。通过验证

试验一个很直观的感受，按照本标准附录A中的相关要求“……应在标准硬度块上选择一个

参考压痕对压痕对角线测量系统进行间接校准。测量的压痕对角线长度应与压痕的参考值一

致，两者之间的差值不大于0.001mm或压痕长度的1.25%。如果对角线长度测量系统的间接

校准值没有满足上述要求，需要对参考压痕再做一次测量。如果第二次试验失败，压痕对角

线测量系统应进行调整或维修，并按照GB/T18449.2进行直接和间接校准。”进行压痕对角

线长度测量系统的检查是不可行的，首先找到HK0.5标准硬度块上的标准压痕就很困难，再

则找到后通过测量对角线长度很难满足“测量的压痕对角线长度应与压痕的参考值一致，两

者之间的差值不大于0.001mm或压痕长度的1.25%”的要求。在此建议采取对标准线纹尺（例

如1mm）标准长度的检查，测量值与标准值之差在0.5%之内即为合格。

（2）努氏硬度压头的检查：

图1.努氏压头的扫描电镜照片

图2.努氏压头的激光共聚焦成像

测量项目GB/T18449.2-2012测量值是否符合要求

长对角线两棱边夹角（172.5±0.1）°172.52°是

短对角线两棱边夹角（130±1.0）°130.09°是

金刚石锥体与压头柄

±0.5°以内0.03°是

轴线夹角

压头常数c值0.07028±1%0.07020是

相对面间交线长度偏

≤1μm0.26μm是

移值

金刚石锥体四个面均应

金刚石压头表面光滑无缺陷是

抛光且无表面缺陷

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

本标准于2001年首次发布，2009年进行了修订，本次是第2次修订。

通过修订，充分纳入和反映了当今新产品、新技术、新工艺的先进技术成果，解决标

龄老化问题，保证标准的时效性，为XXXX的推广应用提供了有力的技术支撑，为指导和规

范冶金产品的生产和验收提供了依据，有利于提高产品的技术性能、安全可靠性及环保性能。

通过标准的制定和实施，将促进技术创新，增强产品的国内外市场竞争力，同时为推

进产业结构调整与优化升级创造条件，对规范市场竞争，引导市场良性发展，对于我国钢铁

领域相应产品的转型升级具有非常积极的促进作用。

六、与国际、国外对比情况

现行国内外金属材料布氏硬度试验方法包括：国标GB/T18449.1-2009，国际标准ISO

4545-1:2017，ISO4545-1：2023美国ASTM标准ASTME92-2017和ASTME384-2017。本标

准与ISO4545-1：2017和ASTME92-2017、ASTME384-2017相比，主要技术差异如下:

本文件结构与ISO4545-1:2017基本一致。本文件与ISO4545-1:2017相比存在技术差异，

这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线（∣）进行了标识，本文件与

ISO4545-1:2017的技术差异及其原因如下：

——关于规范性引用文件，本部分做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，

调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下：

·用修改采用国际标准的GB/T18449.2代替了ISO4545-2；

·用修改采用国际标准的GB/T18449.3代替了ISO4545-3；

·增加引用了GB/T18449.4（见8.10）；

·增加引用了GB/T6462（见附录H）；

·增加引用了JJF1059.1（见9）；

·增加引用了JJG1047金属努氏硬度计检定规程（见6.1）。

——增加了规范性附录F测定金属及其他无机覆盖层的努氏硬度。

ASTME384-2017标准包含试验力0.001kgf～1kgf下采用努氏和维氏压头执行的微压痕

试验方法。ASTME92-2017标准涵盖了采用1gf～120kgf范围内的试验力进行的维氏硬度试

验及采用1gf～2kgf范围内的试验力进行的努氏硬度试验。

ASTM标准的可操作性更强，对于试验方法和校准方法，有相应详细的操作程序，有的

还加入原因解释或示例，便于操作者理解和应用。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强

制性标准的协调性

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

九、标准性质的建议说明

建议本标准的性质为推荐性国家标准。

十、贯彻标准的要求和措施建议

一般情况下，建议本标准批准发布6个月后实施。

十一、废止或代替现行相关标准的建议

本标准实施时，代替GB/T18449.1-2009，部分代替GB/T9790-2021。

十二、其他应予说明的事项

无。

《金属材料努氏硬度试验第1部分:试验方法》

国家标准编制工作组

2023年08月03日

一、工作简况

1、任务来源

本项目是依据国家标准化管理委员会国标委发[2020]6号文件“关于下达2020年推荐

性国家标准计划（修订）的通知”下达的项目计划，项目编号为20200659-T-605，项目名

称为“金属材料努氏硬度试验第1部分:试验方法”。本项目是修订项目，代替GB/T

18449.1-2009。主要起草单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院、……、钢研纳克

检测技术股份有限公司等，计划完成时间为2021年，鉴于采标的国际标准ISO4545.1正在

修订中，2021年申请延期一年。

2、主要工作过程

起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2020年4月26日全国钢标委力学分委员会组

织各起草单位成立了起草工作组，由钢铁研究总院为组长单位，负责主要起草工作。工作组

对国内外努氏硬度试验方法和技术现状与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和

国内外技术资料，进行了大量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总

结和归纳，在此基础上编制出《金属材料努氏硬度试验第1部分:试验方法》标准草案初

稿。经工作组及有关专家研讨后，对标准草案初稿进行了认真的修改，于2023年07月形成

了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，报全国钢标委力学分委员会秘书处。

征求意见阶段:2023年08月3日，由全国钢标委力学分委员会秘书处将标准征求意

见稿和编制说明发送到力学分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求意见，同时在

《钢铁标准网》网站上公开征求社会意见，为期2个月时间。

注意：如果标准草案涉及专利，在标准制修订过程中的任何阶段，均应附上《已披露

的专利清单》广泛征求意见，并将反馈意见加以说明。鼓励没有参与国家标准

制修订的组织或者个人在标准制修订的任何阶段披露其拥有和知悉的必要专利。

3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由钢铁研究总院等单位共同起草。

二、标准编制原则

本标准在修订过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、

不断完善”的原则，注重标准修订与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，本

着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性

和规范性的原则来进行本标准的修订工作。

本标准修改采用ISO4545：2023《金属材料努氏硬度试验第1部分:试验方法》。在

起草过程中，主要按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起

草规则》的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利

益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性。

三、主要内容说明

1、标准主要内容

本标准将修改采用国际标准ISO4545-1：2023(E)。本标准规定了金属努氏硬度试验的原

理、符号及说明、硬度计、试样、试验方法及试验报告。本标准规定的试验力值范围为

0.009807N到19.613N。本标准规定了长对角线压痕长度≥0.02mm的努氏硬度试验。本标

准中规定的努氏硬度试验也适用于涂层厚度不小于0.045mm的金属和其他无机覆盖层。

借助该标准修订之机,标准起草小组将针对各种努氏硬度计开展相关验证试验。

2、主要技术差异

本文件代替GB/T18449.1—2009《金属材料努氏硬度试验第1部分：试验方法》，与

GB/T18449.1-2009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

——压痕对角线＜0.020mm的所有提及均已删除；

——针对不同的对角线长度测量范围给出了相应压痕测量系统的分辨力要求(见表2)；

——努氏硬度试验力值的下限扩展到0.009807N；

——试验机定期（每周或每天）验证的要求已被定义为规范性要求，最大允许偏差值已

被修订，测量参考压痕的最大允许误差要求已被修订；

——增加了压头检查和监测的建议；

——修改了压头接近样品表面的速率；

——明确了施力时间和最大力下的保持时间的目标值；

——增加了图3，说明了压痕之间最小距离的要求；已经说明了相对于压痕中心的距离，

而不是压痕极限，但要求没有改变；

——在试验报告中增加了试验时间和硬度转换方法的要求；

——附录A由资料性附录变成规范性附录，修改了最大允许偏差值以及增加了压头的

检查；

——增加了资料性附录C努氏硬度测量的溯源性；

——增加了资料性附录DCCM-硬度工作组；

——增加了资料性附录E柯勒照明系统的调整。

——增加了规范性附录F测定金属及其他无机覆盖层的努氏硬度。

四、主要试验(或验证)情况

针对“HK0.5标准努氏硬度压痕对角线长度的检查”和“努氏硬度压头的检查”两方面

进行了试验验证：

（1）HK0.5标准努氏硬度压痕对角线长度的检查：

①INNOVA

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

247HK0.5(×200)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

INNOVADi(mm)0.176300.175370.176480.175590.17603

标准D(mm)0.16968

硬度测量值HK228.90231.34228.45230.76229.60

绝对偏差

0.006620.005690.00680.005910.00635

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否否

相对均匀度Jrel＜7%0.13

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%3.364.425.303.773.06

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

441HK0.5(×200)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

INNOVADi(mm)0.126720.126720.126500.125830.12605

标准D(mm)0.12696

硬度测量值HK443.08443.08444.63449.34447.76

绝对偏差

0.000240.000240.000460.00110.00091

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001是是是否是

相对均匀度Jrel＜4%0.42

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%0.190.190.360.870.72

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

720HK0.5(×200)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

INNOVADi(mm)0.101730.102610.101750.102170.10217

标准D(mm)0.0994

硬度测量值HK687.46675.71687.26681.53681.57

绝对偏差

0.002330.003210.002350.002770.00277

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否否

相对均匀度Jrel＜3%0.86

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%2.343.232.362.792.79

②WILSON

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

247HK0.5(×300)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

WILSONDi(mm)0.17530.17570.17460.17530.1753

标准D(mm)0.16968

硬度测量值HK231.5230.4233.4231.5231.5

绝对偏差

0.005620.006020.004920.005620.00562

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否否

相对均匀度Jrel＜7%0.63

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%3.313.552.903.313.31

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

720HK0.5(×300)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

WILSONDi(mm)0.10030.10000.10030.09950.1003

标准D(mm)0.0994

硬度测量值HK707.2711.4707.2718.6707.2

绝对偏差

0.00090.00060.00090.00010.0009

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001是是是是是

相对均匀度Jrel＜3%0.80

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%0.910.600.910.100.91

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

720HK0.5(×500)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

WILSONDi(mm)0.10020.10020.10060.09940.1006

标准D(mm)0.0994

硬度测量值HK708.6708.6703720.1703

绝对偏差

0.00080.00080.001200.0012

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001是是否是否

相对均匀度Jrel＜3%1.20

硬度块是否合格是是是是是

|Di-D|/D＜1.25%0.800.801.2001.20

③QNESS

压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5

247HK0.5(×400)

（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）

QNESSDi(mm)0.175910.176830.175490.17697/

标准D(mm)0.16968

硬度测量值HK229.9227.5231227.2/

绝对偏差

0.006230.007150.005810.00729/

|Di-D|(i=1,2,3,4,5)

|Di-D|＜0.001否否否否/

相对均匀度Jrel＜7%0.84

硬度块是否合格是是是