GB/T 230.2-2022 金属材料 洛氏硬度试验 第2部分:硬度计及压头的检验与校准.pdf

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标准编号:GB/T 230.2-2022
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标准类别:建筑工业标准
资源ID:277600
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GB/T 230.2-2022 标准规范下载简介:

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GB/T 230.2-2022 金属材料 洛氏硬度试验 第2部分:硬度计及压头的检验与校准.pdf

用符合GB/T13634规定的1级或优于1级,并且回程性能经过校准的标准测力仪: 一用校准过质量的码或具有相同准确度的其他方法施加一个示值误差在士0.2%以内的力,使 该力与被检测的试验力相平衡。 宜提供证据证明在试验力阶梯变化后1s~30s期间内,测力装置的输出变化不超过0.2%, 5.2.4主试验力F,施加前和卸除后,初试验力F。每次测量值的最大允差应为其标称值的士2.0%,见 公式(B.2)。初试验力全部测量值的变动范围(最大值减最小值)应不大于F。标称值的1.5%。 5.2.5总试验力F每次测量值的最大允差应为其标称值的士1.0%。总试验力全部测量值的变动范围 (最大值减最小值)应不大于F标称值的0.75%

5.3压痕深度测量装置的校准与检验

5.3.1压痕深度测量装置应通过使压头或压头座产生已知的位移增量进行校准。 5.3.2当以95%的置信水平计算时,检验压痕深度测量装置的仪器或量块的扩展不确定度应不超过0.0003mm。 5.3.3应在硬度计正常测量时的整个工作深度范围内,在均匀分布的至少4个位置上检测压痕深度测 量装置。对于常规洛氏硬度标尺(A、C、D、B、E、F、G、H、K),其工作深度为0.25mm;对于表面洛氏硬 度标尺(N、T),其工作深度为0.1mm。 5.3.4有些硬度计的压痕深度测量装置具有较大行程,测量装置工作范围的位置会随着试样厚度的变 化而改变。这种类型的硬度计应能以电子方式进行检验,确保压痕深度测量装置在整个行程范围内连 续工作。这种硬度计应按照以下步骤进行检验: a)选择测量装置总量程的最高点、中心点和最低点3个位置,并在3个位置的每个位置附近,以 不少于4个约为0.05mm等间隔的位移增量,对压痕深度测量装置进行检测;

b)在驱动装置的整个行程范围内,操作驱动装置并监测位移的测量是否连续。位移示值应在整 个行程范围内连续显示。 5.3.5对于A到K标尺,压痕深度测量装置的示值应在每个标尺的测量范围内均准确到士0.001mm; 对于N和T标尺,应在每个标尺的测量范围内均准确到士0.0005mm,即不超过士0.5个洛氏硬度 单位。

GB 29960-2013 食品安全国家标准 食品添加剂 二烯丙基硫醚5.4试验循环时间的校准与检验

5.4.1试验循环时间应由硬度计制造者在生产中或在可能会影响试验循环时间的维修之后进行检验。 在其他时间不要求将完整的试验循环时间作为直接检验的一部分,见表10。 5.4.2试验循环时间应符合GB/T230.1一2018的规定。 5.4.3对于自动控制试验循环时间的硬度计,检验试验循环时间所用计时仪器的测量扩展不确定度 (k=2)应不超过0.2s。建议试验循环时间的测量值,加上或减去校准仪器的测量扩展不确定度(k=2),不 超过GB/T230.1一2018规定的时间限制。 5.4.4对于需要操作者手动控制试验循环时间的硬度计,应检验硬度计是否能够实现规定的试验循环 时间。

5.5硬度计迟滞性的校准与检验

5.5.1应对硬度计进行检查,以确保试验过程中读数不会受到硬度计零部件(如机架、试样夹具等)迟 带性变形的影响。应通过重复进行硬度试验来检验迟滞性变形的影响,在进行重复硬度试验时,应将直 径不小于10mm的球压头,经过垫块或直接压到试台上,以保证其不产生永久性变形。也可以将一个 平行块放置在压头座和试台之间代替球面直径较大的钝压头。钝压头、垫块和平行块的材料硬度应不 低于60HRC。 注:每次进行洛氏硬度试验时硬度计的某些部件和硬度计架体会发生变形。如果在施加和卸除主试验力F,的过 程中,这种变形不是完全弹性的,硬度计的压痕深度测量装置会表现出迟滞性,导致测量结果出现偏置或偏差。 迟滞性检验的目的是进行一次不会产生永久压痕的纯弹性试验。这种方法可以测定硬度计变形迟滞性的 程度。 5.5.2按照5.5.1规定的方法重复进行洛氏硬度试验。试验时应使用常规试验中所用最大试验力的洛 氏标尺。重复进行不超过10次的迟滞性检验程序,并取最后3次试验的平均值。 5.5.3当使用常规洛氏B、E、F、G、H和K标尺时,最后3次试验的平均值应在(130士1.0)洛氏单位范 围内;当使用其他洛氏标尺时,平均值应在(100士1.0)洛氏单位范围内。

应对硬度计将使用的每一个标尺进行检验。对于每一个待检验的标尺,应选用表1中规定的该标 尺相应每一个硬度范围的标准块。标准块硬度值的选择应接近预期使用的极限值。建议选用与标定标 准硬度块时相同的试验循环时间

表1不同标尺的硬度范围

式中: H1、H2、Hs、H。H.与全部压痕对应的硬度值; 一压痕总数。 6.3.2硬度计的重复性应符合表2的规定。图A.1和图A.2分别示出了洛氏硬度计和表面洛氏硬度 计的最大允许重复性曲线图。

2硬度计示值最大允许误差和最大允许重复性

GB/T 230.22022

式中: H—平均硬度值,按公式(2)计算; HcRM—所用标准块的标定硬度值。 硬度计的示值误差应符合表2中的规定

H—平均硬度值,按公式(2)计算; HcRM——所用标准块的标定硬度值。 硬度计的示值误差应符合表2中的规定

6.4.2硬度计的示值误差应符合表2中

衬录B给出了洛氏硬度计校准结果测量不确定度

7洛氏硬度压头的校准与检验

7.1.1压头的校准和检验宜在(23士5)℃温度范围内进行。 如果在此温度范围以外检验,应在检验报 告中注明。 7.1.2用于校准和检验的计量器具应溯源到国家基准

金刚石压头的直接校准与

切。两个面应无表面缺陷。 7.2.2.2压头的形状可通过直接测量或光学测量进行检验。应在压头轴线的至少4个等间隔的不同轴 截面(例如0°、45°、90°、135)上进行检测。也可以使用准直仪进行测量,在这种情况下,宜在至少4个中 心角上进行测量,且应包括120°的中心角。 金刚石压头顶端球面与圆锥结合的位置会因顶端球面半径和圆锥角度的不同而改变。理论上一个 完美压头的几何形状的结合点,沿压头轴线的一条垂线测量,应位于距压头轴线100μm的位置。为避 免在顶端球面半径和圆锥角度测量中包含二者的结合区域,可忽略金刚石表面80μm~120μm的 部分。 7.2.2.3当按照95%的置信水平计算时,用于检验金刚石压头几何形状的仪器,其扩展不确定度应不 大于: 鱼度.01°

角度:0.1°; 半径:0.005mm。 7.2.2.4金刚石圆锥的顶角应为(120±0.35)。 7.2.2.5压头的顶端应为球面,其平均球面半径是按6.2.2.2规定,在至少4个轴截面测量的测量值而 确定的。每个测量值应在(0.2士0.015)mm以内。平均值应在(0.2士0.01)mm以内。实际半径的局 部偏差应不超过0.002mm。

7.2.3金刚石压头的间接检验

洛氏标尺和表面洛氏标尺(A、C、D和N)的金刚

规洛氏标尺(AC和D)的金刚石压头对应的硬压

表6用于表面洛氏标尺(N的金刚石压头对应的硬度范围

表7用于有限标尺的金刚石压头对应的硬度范围

7.2.3.3应按照GB/T230.12018规定的程

对于每一个标准块,用被检压头压出的3个压痕的平均硬度值,与标准压头压出的3个压痕的平均 硬度值之差应不超过士0.8洛氏单位。在每个标准块上用被检压头压出的压痕与用标准压头压出的压 痕应是相邻的,

球压头通常由一个球和一个设计合理的单独压头座组成。允许使用顶端为球面的一体日 压头与试样接触的表面应符合7.3.2规定的尺寸、形状、表面质量和硬度要求,还应符合7.3.3 能要求。

7.3.2球压头的直接校准与检验

7.3.2.1球应抛光且无表面缺陷

7.3.2.2使用者应对球进行检验以保证其满足下述要求,或者从球的供应方获得能证明满足下述要求 的球。为了检验球的尺寸、密度和硬度,应从一批球中随机抽取至少一个样品进行检验。经过硬度检验 后的球应予以剔除。 7.3.2.3在不少于 3个位置上测量,球的直径与其标称直径之差应符合表8 的规定。

表8不同球直径的最大允差

7.3.2.4碳化钩合金球的特性应符合下列要

硬度:当使用不小于4.903N(HV0.5)的试验力,按照GB/T4340.1测试时,其硬度应不低于 1500HV。碳化钨合金球可在球面上直接测试硬度,或将球剖开,在球的截面上测试硬度。 表9给出了以HV10标尺测试硬度的实例。 密度:p=(14.8±0.2)g/cm。 推荐的化学成分如下: 碳化钨(WC):基体部分; 其他碳化物总量:2.0%(质量分数); 钻(Co):5.0%~7.0%(质量分数)。 3.2.5 当使用98.07N试验力,按照GB/T4340.1测试时,钢球硬度应不低于750HV10(见表9)

7.4.1所有金刚石压头和球压头组件应标记其序列号。当由于尺寸的限制,不能在压头上标记序列号 时,则应在其包装容器上标记序列号。 7.4.2应正确标记使用范围受限的金刚石压头。例如,经过标定用于表面N标尺的金刚石压头,可用 N标记,经过标定用于常规A、C和D标尺的金刚石压头,可用C标记。

8直接及间接检验的周期

洛氏硬度计直接检验的周期见表10。 间接检验的间隔应不超过12个月,并应在直接检验完成后进行一次。对于使用频率较高的硬 可采用更短的时间间隔。 如果13个月内没有进行过间接检验,则应在使用硬度计前进行直接检验(见表10)

计,可采用更短的时间间隔。

表10硬度计的直接检验

,建议金刚石压买使用2年后要对其进行直接检验。 可对这些检测项目按顺序进行直接检验(直到硬度计通过间接检验)。如果能够证明压头是失败原因(例如使 用参照压头进行试验),则不需要对硬度计进行直接检验。 ?至少要检验总试验力的保持时间

检验报告在硬度计和压买的直接、间接检验中 是必要的。检验报告 a) 注明执行本文件,即GB/T230.2; b) 检验方法(直接检验和/或间接检验); ) 硬度计或压头/球压头座标识的信息; d) 检验器具(标准块、标准测力仪等); e 检验的洛氏硬度标尺; f 金刚石压头的检验报告,应注明有证压头的可用标尺; g)检验温度[仅在(23士5)℃温度范围之外进行检验时需要报告]; h)检验结果; 检验日期和检验机构; D 检验结果的测量不确定度,示例见附录B。

图A.1和图A.2示出了硬度计不同标尺的最大允许重复性

图A.1洛氏硬度(A、B、C、D、E、F、G、H和K标尺)

图A.2表面洛氏硬度(N和T标尺)

附录B (资料性) 硬度计校准结果的测量不确定度

测量不确定度分析是确定误差来源和理解测量结果差异的一种有力工具。本附录给出了有关不确 定度的评定指南,如果客户无特殊要求,本方法可供参考。本文件针对硬度计的性能提出的准则已经过 相当长的一段时间的发展和完善。当测定硬度计需要满足某一项规定的允差时,该允差已包含了与所 使用的测量器具和(或)参考标准相关的不确定度,因此,对该不确定度做任何进一步的修正(例如通过 测量不确定度来减小允差)都是不适当的。这适用于对硬度计进行直接检验或间接检验时做的所有测 量。在不同情况下,这些值可以是用于评估硬度计是否符合本文件规定时,所使用的规定计量器具和 (或)参考标准所测得的简单测量值。然而在一些特殊情况下,通过测量不确定度减小允差也是允许的。 这种情况仅适用于相关方协商一致达成协议的场合

B.2直接检验检测硬度计零部件的测不确定度

B.2.1试验力校准的不确定度

直接对试验力进行测量,并计算和报告由硬度计施加的每个力的测量值与标准测力仪所指示的相 应标准力值的差值。直接检验旨在检验每个值是否都在规定的最大允许误差的限值内。因此,下面给 出了一种使用相关试验方法中规定的试验力真值计算值测量不确定度的方法。试验力校准的相对合成 标准不确定度按公式(B.1)计算:

=uFRS+uFHTM+um

uFRS 标准测力仪引入的相对标准不确定度(由校准证书中给出); uFHTM 硬度计试验力引人的相对标准不确定度; 标准测力仪分辨力引入的相对标准不确定度。 标准测力仪的测量不确定度在相应的校准证书中给出。对于关键的应用,还宜考虑下列各项影响 量,例如: 一温度相关性; 长期稳定性; 一内插法误差。 根据力传感器的结构设计,在校准过程中宜考虑将传感器相对于硬度计压头轴线的转位测量。 注:GB/T230.1一2018中图G.1示出了洛氏硬度各标尺的定义和量值传递所需的计量链。 以下举例说明直接检验的不确定度评定过程。 标准测力仪的校准值(被测力值):FRs=1471.0N 标准测力仪的测量扩展不确定度(由校准证书给出):UFRs=0.12% (=2) 标准测力仪的分辨力:m.三0.1N

Frel = (B.2) FRS UFRS UFRS ..(B.3)

AFrel= F RS UFRS UFRS

一在主轴第讠个高度位置试验力示值的标准信

UFHTM= F×t×100%

0ms ×100% 2/3 FRS

以下计算使用了表B.1中在主轴第3个高度位置上第1次测得的力的示值,见表B.2。 根据给定的直接检验参数和表B.1。

UFRS LFRS =0.06%

SFi×t×100% 1.106 UFHTM= ×1.32×100%=0.099%(对于3次读数,t=1.32) F 1 472.3 8ms 1 ×100%= 0.1 1 ums 2/3 F 2V3

表B.1试验力的校准结果

表B.2试验力测量不确定度的计算

应对所有试验力的测量值重复进行上述计算。 表B.3给出了根据一个试验力的一次测量值1471N(表B.1中主轴第3个高度位置上第1次测量 值),通过按上述公式运算获得的试验力相对误差△Frel、试验力相对扩展测量不确定度UF。在某些情 况下,当确定硬度计试验力的最大允许相对误差是否符合要求时,使用者需要对硬度计产生的试验力误 差的相对扩展不确定度U,予以说明。表B.3中的试验力最大相对误差值△Fmx按公式(B.6)计算:

AFmx=AFrel|+U

AFm=AFlU: *00.00.00.000.0.

公式(B.6)中包含了试验力的相对扩展不确定度。在这种情况下,应将硬度计试验力的最大允 误差△Fmx值(而不是试验力的相对误差△Frel值)与5.2.5的规定允差进行比较来判定硬度计的 是否符合要求。

一次测量值的相对误差及试验力测量值相对扩

B.2.2压痕深度测装置的不确定度

对于压痕深度测量装置的直接检验,要计算并报告由硬度计测得的每个深度测量值与检验用 度测量装置指示的相应深度值的差值△L。直接检验旨在检验每个△L值是否都在规定的最大 值以内。下面给出了一种计算△L值相对其深度约定真值的测量不确定度的方法。用标准深度 置检验硬度计压痕测量装置的合成标准不确定度按公式(B.7)计算:

UL=VuiRs +u?+uiHTM

ULRS 深度校准装置(参照标准仪器)的测量不确定度(K=1)(校准证书给出); ums 压痕深度测量装置分辨力引人的测量不确定度[按公式(B.11)计算」; uLHTM 硬度计压痕深度测量装置的标准测量不确定度[按公式(B.10)计算]。 压痕深度测量装置检验用的标准仪器(即深度校准装置)的测量不确定度,在其校准证书中给出。 可以认为下列各种影响量不会对深度校准装置的测量不确定度产生实质性影响: 温度相关性; 长期稳定性; 一一内插法误差。 以下给出了硬度计A到K标尺压痕深度测量装置的直接检验的一个示例。 深度校准装置的扩展测量不确定度:uLRs=0.0002mm(k=2)(校准证书给出) 压痕深度测量装置的分辨力:m=0.5μm 将压痕深度测量装置的整个深度测量范围分成5个测量段,在每个测量段上进行3次深度测量,每 段的深度测量值见表B.4。

SL.i—在主轴第i个测量段测得的深度测量值的标准偏差。

表B.4压痕深度测量装置的校准结果

下面给出的计算示例将使用表B.4中第一个测量段的0.050mm深度位置上第1次测量的深度 值。计算结果见表B.5。 根据给定的直接检验参数和表B.4中的数据计算求得:

ULRS ULRS 0.0001mm

GB/T 4615-2013 聚氯乙烯 残留氯乙烯单体的测定 气相色谱法表B.5压痕深度测量装置测量不确定度的计算 (根据表B.4在0.050mm深度位置上第1次测量的深度值)

表B.5压痕深度测量装置测量不确定度的计算 (根据表B.4在0.050mm深度位置上第1次测量的深度值)

宜对所有深度的测量值重复进行以上计算 表B.6给出了根据压痕深度测量装置在一个深度位置上一次测量的深度值L,0.0505mm(表B.4 在0.050mm深度位置上第1次测量的深度值),通过按上述公式运算获得的一次深度测量值的偏差

、以及相应的深度测量确差的 情况下,当确定硬度计压痕深度测量的最大 允许偏差是否符合要求时,使用者需要对硬度计产生的深度测量偏差的扩展不确定度U,予以说明。表 B.6中深度测量的最大偏差△L值按公式(B.12)计算

公式((B.12)中包含了深度测量偏差的扩展不确定度。在这种情况下,应将硬度计深度测量的最大 允许偏差△Lmx值(而不是深度测量的偏差△L值)与5.3.5的规定允差进行比较来判定硬度计的深度 测量偏差是否符合要求。在表B.6给出的示例中,(A~K)标尺的△Lmx超过了深度测量偏差的最大允 许值±0.001mm。

DB11T 1076-2014 居住建筑装修装饰工程质量验收表B.6一次深度测量值的最大偏差和深度测量扩展值不确定度的计算 (取自表B.4中在0.050mm测量段上的第1次深度测量值)

各氏球压头由不同直径的碳化钨硬质 合金球和与其相配的单独球座组成。 常不能在现场进行检验。压头几何形状与第7章的符合性 宜由国家认可的校准实验室出具的有效 校准证书予以证明

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