硬度計(jì)硬度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法中文版

1、ASTM 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)：D 2240-97 美國國家標(biāo)準(zhǔn)橡膠特性-(丟洛氏)硬度計(jì)測(cè)硬度1-的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法 本標(biāo)準(zhǔn)是以固定的標(biāo)志編號(hào)D 2240；緊接在編號(hào)后面的數(shù)字表示最初采用的年份，或者若有修訂版本的情況下數(shù)字表示最近修訂的年份，括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示最近批準(zhǔn)的年份上標(biāo)的表示最近修或批準(zhǔn)而作了編輯上的改變1注：腳注從1999年2月的注5中消去。1. 適用范圍1.1 本試驗(yàn)方法涉及A、B、C、D、DO、E、M、O、OO、OOO、OOO-S和R等12種(丟洛氏)硬度計(jì)和按橡膠、網(wǎng)狀材料、彈性材料、熱塑材料和某些硬塑料的分類來確定物質(zhì)的壓痕硬度的程序。1.2 本試驗(yàn)方法不適用于對(duì)纖維織物的試驗(yàn)。1.3 以

2、SI單位標(biāo)注的值應(yīng)視為標(biāo)準(zhǔn)值，括號(hào)中的值僅供參考。1.4 本標(biāo)準(zhǔn)并不意味以表述了所有可能與使用有關(guān)的安全事宜。本標(biāo)準(zhǔn)的使用者有責(zé)任建立相應(yīng)的安全與健康操作規(guī)程，并在使用前確定規(guī)則對(duì)適用性的限制。2 參考文獻(xiàn)2.1 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)D618 對(duì)被測(cè)塑料做空氣調(diào)節(jié)處理的程序2D785 對(duì)塑料和電氣絕緣材料的洛氏硬度的試驗(yàn)方法2D1349 橡膠的操作規(guī)程試驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溫度3D4483 在橡膠與炭黑行業(yè)確定試驗(yàn)法標(biāo)準(zhǔn)精確度的操作規(guī)程33 試驗(yàn)方法的小結(jié)3.1 本試驗(yàn)方法允許在初始?jí)汉蹠r(shí)測(cè)定硬度，或者在印壓一特定時(shí)間后進(jìn)行硬度測(cè)定，可兩者兼而有之。 注1：當(dāng)使用最大指針讀數(shù)時(shí)，被用作確定初始硬度值的具有最大

3、讀數(shù)的指針難以測(cè)準(zhǔn)稍低的讀數(shù)。1 本試驗(yàn)方法直接由ASTM“D-11橡膠標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)”屬下的D11.10的物理試驗(yàn)委員會(huì)負(fù)責(zé)最新版本于1997年2月10日通過批準(zhǔn)，于1997年3月頒布。最初是以D2240-64T的形式頒布，上一期的版本為D2240-952 摘自ASTM標(biāo)準(zhǔn)年簽，第08.01卷。3 摘自ASTM標(biāo)準(zhǔn)年簽，第09.01卷4. 意義與用途4.1 本試驗(yàn)方法是立足于特定條件下、（硬度試驗(yàn)）壓頭對(duì)材料施力而形成穿透深度的形式。壓痕硬度與穿透度成反比并取決于材料的彈性模量與粘彈性。（硬度試驗(yàn)）壓頭與所施力會(huì)影響所獲得的結(jié)果,因此在用一種形式的（丟洛氏下面省略）硬度計(jì)所獲得的結(jié)果與用另一種形

4、式的硬度計(jì)與測(cè)定硬度的其他儀器所得到的結(jié)果之間并無一種簡(jiǎn)的關(guān)系。本試驗(yàn)方法是一種以經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)、最初是為了控制而作的試驗(yàn)。我們已知在由本試驗(yàn)方法確定的壓痕硬度與背側(cè)材料的所有基本特性之間并不存在著一種簡(jiǎn)單的關(guān)系。故為了（制定）規(guī)范的目的，建議硬的材料使用試驗(yàn)方法D785。 注2：僅有“（丟洛氏）壓痕硬度的刻度比較表”。它不可亦不能作為一個(gè)轉(zhuǎn)換參考（基準(zhǔn)）。形式A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100形式B 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100形式C 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100形式D 10 20 30 40 50 6

5、0 60 70 80 90 100形式DO 10 20 30 40 50 60 90 80 90 100形式O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100形式OO 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1005. 裝置5.1 硬度測(cè)定裝置與硬度計(jì)應(yīng)由以下零部件構(gòu)成：5.1.1 壓機(jī)支座，其上有一孔，直徑按圖1(a)、(b)或（c）的規(guī)定，其中心離支座的任一邊至少為6mm（0.25in）。5.1.2 硬度試驗(yàn)壓頭,由硬化鋼棒材制成,形狀按圖 1(a)、(b)或（c）的規(guī)定,可以在2.46至2.54mm(0.097至0.100in)之間作完全的調(diào)節(jié)。5.1.3 壓

6、頭伸長(zhǎng)顯示裝置(模擬式與電子式),在整個(gè)范圍內(nèi)刻度盤讀數(shù)從0到100等分。刻度盤讀數(shù)是壓頭伸長(zhǎng)量的反函數(shù)。裝置應(yīng)有一個(gè)指針，它是以一個(gè)硬度測(cè)點(diǎn)的速率，即反映壓頭各0.025mm（0.001in.）的移動(dòng)，在刻度盤上移動(dòng)。 注3： 系列數(shù)字從1至16 300和16351到16 900的肖氏A級(jí)硬度計(jì)和從1至8077的肖氏A-2級(jí)硬度計(jì)，并不能滿足在零位讀數(shù)時(shí)壓頭從2.46至2.54mm(0.097至0.100in)伸長(zhǎng)的要求。這些硬度計(jì)會(huì)給出以 每30硬度為一單位至每90硬度為一單位計(jì)數(shù)的低度數(shù)。5.1.4 計(jì)時(shí)裝置（任選），能夠被理想地調(diào)節(jié)到所經(jīng)過的時(shí)間，并能在達(dá)到所設(shè)定的時(shí)間時(shí) 向操作者發(fā)出

7、信號(hào)或保持硬度讀數(shù)。當(dāng)壓機(jī)支座與被測(cè)試樣牢固接觸時(shí)，定時(shí)器應(yīng)能自動(dòng)啟動(dòng)。5.1.5 已標(biāo)定的彈簧，按圖1對(duì)壓頭施加力。6 被測(cè)試樣6.1 除非已經(jīng)知道用薄的試樣能夠得到厚6mm試樣等效的值，被測(cè)試樣的厚度至少應(yīng)為6mm（0.25in）（詳見注4）。試樣可以由疊層件構(gòu)成以具有必需的厚度，但是在此類試樣上所得的測(cè)定值可能與整體試樣不一樣，這是因?yàn)榀B層間的表面不可能完全接觸的緣故。除非確知在離側(cè)邊更近的距離上進(jìn)行測(cè)量可以獲得相同的結(jié)果，試樣側(cè)面應(yīng)有足夠的尺寸以使能在任意邊至少12mm(0.5in.)處進(jìn)行測(cè)量。試樣的表面應(yīng)有足夠的面積保持平直與水平以使壓機(jī)支座在從壓頭點(diǎn)算起的至少6mm(0.25in

8、)半徑劃定的區(qū)域內(nèi)與試樣接觸。在一個(gè)修圓、不平或粗糙的面上不能測(cè)定正確的硬度。注4 對(duì)試樣厚度的最低要求取決于壓頭壓入試樣的程度；也即是說，具有在刻度盤較高的硬度值材料可能適用于更薄的試樣。同樣可作測(cè)定的離邊側(cè)的最小距離隨著硬度的增加而減少。對(duì)于硬度值超過D型硬度計(jì)50（單位）的材料，試樣厚度至少應(yīng)為3mm（0.12in），且不應(yīng)在離任意側(cè)邊的距離小于6mm（0.25in.）處進(jìn)行測(cè)定。7 標(biāo)定7.1 應(yīng)通過垂直支承硬度計(jì)并對(duì)壓頭尖端施加可測(cè)得力來對(duì)硬度計(jì)的彈簧進(jìn)行標(biāo)定(請(qǐng)見圖2)。用作施力的裝置可以是一個(gè)靜重或電子加載壓力盒，它能以標(biāo)定裕度的50%的精度測(cè)出施力的大小。因?yàn)閭?cè)向加載會(huì)造成標(biāo)定

9、錯(cuò)誤，所以應(yīng)仔細(xì)操作，確保垂直地對(duì)壓頭端施力。應(yīng)在所有硬度計(jì)上對(duì)彈簧的標(biāo)定進(jìn)行驗(yàn)證，所需的刻度讀數(shù)為20、30、40、50、60、70、80和90。經(jīng)測(cè)定的值（9.8×質(zhì)量，單位為公斤）應(yīng)等于按圖1所示的公式計(jì)算所得的力。A、B與O型硬度計(jì)的測(cè)量值的容差應(yīng)在±0.08牛頓（N）之內(nèi)，C、D與DO型硬度計(jì)的測(cè)量值的容差應(yīng)在±0.44牛頓（N）之內(nèi)，OO型硬度計(jì)的在±0.025牛頓（N）之內(nèi)。注5可以使用為硬度計(jì)標(biāo)定而特地設(shè)計(jì)的儀器。7.2 壓頭的伸長(zhǎng)與形狀必須符合節(jié)的規(guī)定。將硬度計(jì)牢固地置于一個(gè)平面上后，顯示器應(yīng)能讀出與壓頭被伸長(zhǎng)等量的數(shù)字，單位為英寸&#

10、215;1000，容差為硬度計(jì)示點(diǎn)的±0.5。注6 在B與D型硬度計(jì)上、按第7.2節(jié)程序進(jìn)行測(cè)定時(shí)，應(yīng)小心操作，切勿損傷壓頭尖端。7.3 用作檢查硬度計(jì)操作而提供的測(cè)試塊（橡膠或彈簧式）不可作為可信的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)。在第7.1與7.2節(jié)規(guī)定的標(biāo)定程序是僅有的有效的標(biāo)定方法。8 空氣調(diào)節(jié)處理8.1 應(yīng)在23±2(73.4±3.6)的溫度時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于其硬度取決于相對(duì)濕度的材料,應(yīng)按操作規(guī)程D 618的程序A的要求對(duì)試樣做空氣調(diào)氣處理，并在相同的狀況下進(jìn)行試驗(yàn)。注7 正是在23±2(73.4±3.6)溫度時(shí)在硬度計(jì)上作結(jié)論性的評(píng)估。除以上溫度外的其他溫

11、度時(shí)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)處理可能會(huì)顯示標(biāo)定值有所變化。在除以上溫度外的其他溫度時(shí)使用硬度計(jì)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r而定（請(qǐng)見操作規(guī)程D 1349）。9程序9.1 將試樣置于一個(gè)硬質(zhì)且水平的表面上。垂直地保持硬度計(jì)，使其壓頭之點(diǎn)至少離試樣的各側(cè)邊12mm(0.5in.)，除非確知在離側(cè)邊更近的距離上進(jìn)行測(cè)量可以獲得相同的果，應(yīng)盡快可能地、無振動(dòng)地使壓機(jī)支座抵住試樣，保持支座與試樣表面的平行。應(yīng)施正好足夠的壓力以使壓機(jī)支座與試樣之間保持緊密的接觸。 注8 使用一個(gè)與壓頭軸線對(duì)中的質(zhì)量塊可以獲得更好的復(fù)測(cè)正確度。建議對(duì)A、B與O型硬度計(jì)使用1公斤的質(zhì)量塊，對(duì)C、D與DO型的用5公斤的質(zhì)量塊，對(duì)OO型的用400克的質(zhì)量

12、塊。使用上述質(zhì)量塊作為一種恒定的載荷并采用手控且無振動(dòng)的下降速度的硬度計(jì)臺(tái)架可以產(chǎn)生最大重復(fù)性。9.2 對(duì)于在第1.1節(jié)所涉及的任何材料，在壓機(jī)支座與試樣緊密接觸后，刻度讀數(shù)必須一秒鐘內(nèi)或者在供貨雙方認(rèn)可的一段時(shí)間內(nèi)讀出，除非硬度計(jì)有一個(gè)最大的顯示器需讀出最大的讀數(shù)。硬度讀數(shù)可能會(huì)隨時(shí)間的推移而降低。9.3 在試樣上成每隔至少6mm(0.25in.)分布的3個(gè)或5個(gè)不同的點(diǎn)處，各作一次測(cè)定，取這些測(cè)量值的平均值作為硬度值。 注9 應(yīng)憑以下意識(shí)選擇硬度計(jì)的類型，即讀數(shù)低于10或高于90的硬度計(jì)的制造商是不可信的。建議別將這種范圍的讀數(shù)記錄下來。10報(bào)告10.1 應(yīng)報(bào)告以下信息：10.1.1 所獲

13、得的硬度值，10.1.2 被測(cè)材料的全部符號(hào)標(biāo)志，10.1.3 硫化處理的日期，10.1.4 對(duì)試樣的說明，包括厚度與疊層數(shù)，如果小于6mm(0.25in.)的話，10.1.5 試驗(yàn)時(shí)的溫度，如果溫度不是23的話，10.1.6 相對(duì)濕度，如果材料的硬度取決于濕度時(shí)，10.1.7 硬度計(jì)型式及其系列編號(hào)，10.1.8 讀出壓痕硬度讀數(shù)的時(shí)間間隔，10.1.9 試驗(yàn)日期。注10：應(yīng)以A/45/15的形式報(bào)告讀數(shù)。此處A是硬度計(jì)的型式，45是讀數(shù)，15是以秒計(jì)的時(shí)間，此時(shí)壓力支座緊密地與試樣接觸。簡(jiǎn)單地說，D/60/1即表示D型硬度計(jì)在1秒內(nèi)或者從一個(gè)最大顯示器上獲得了讀數(shù)為60的硬度。11精度與偏

14、差411.1 精度與偏差的制定已按照操作規(guī)程D 4483進(jìn)行。對(duì)于名詞術(shù)語與其他試驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)可參照該操作規(guī)程11.2 對(duì)于A與B型的方法的類型1的精度是用三種不用硬度的材料、利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)程序、 從6個(gè)實(shí)驗(yàn)室中確定。對(duì)于A與B試驗(yàn)程序，應(yīng)在各個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。于分開的兩天進(jìn)行 試驗(yàn)。所有的材料應(yīng)來自一個(gè)產(chǎn)地。11.3 （對(duì)于A與B型的）硬度試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)是每個(gè)實(shí)驗(yàn)室在同一天得到的5個(gè)單獨(dú)的硬度讀數(shù)的平均值。11.4 表1表示了A型方法的精度結(jié)果。表2給出了D型方法的精度結(jié)果。11.5 在本精度與偏差節(jié)的精度結(jié)果給出了對(duì)本實(shí)驗(yàn)方法精度的估測(cè)值，如上所述在特定的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)程序中使用了橡膠材料。在無文件可證明

15、（它們）適用于那些特殊的材料和包括本實(shí)驗(yàn)方法的特定的試驗(yàn)協(xié)議時(shí)，該精度參數(shù)不應(yīng)被用作對(duì)任意組別的材料接受或/和拒收的試驗(yàn)表1 類型 1的精度A型硬度計(jì)的方法材 料平 均 值等 級(jí)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)在實(shí)驗(yàn)室之間SrArB(r)CSRDRE(R)F151.40.6461.833.561.564.418.59265.30.8782.483.812.146.069.27368.00.4331.231.802.286.459.49匯總處理61.60.6771.923.112.0185.729.28此處：ASr = 復(fù)測(cè)正確度標(biāo)準(zhǔn)偏差，用測(cè)量單位Br = 復(fù)測(cè)正確度 = 2.83×Sr，用測(cè)量單位C(r

16、) = 相對(duì)復(fù)測(cè)正確度（單位為%）DSR = 可再現(xiàn)率標(biāo)準(zhǔn)偏差，用測(cè)量單位ER = 可再現(xiàn)率 = 2.83×SR，用測(cè)量單位F(R) = 相對(duì)可再現(xiàn)率（單位為%）4支持文件可以從ASTM總部取得，詢問RR；D11-1029表2 類型 1的精度D型硬度計(jì)的方法材 料平 均 值等 級(jí)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)在實(shí)驗(yàn)室之間SrArB(r)CSRDRE(R)F142.60.3160.8942.102.827.9818.7254.50.7912.244.113.5410.018.4382.31.012.863.473.5410.012.2匯總處理59.80.7622.163.613.329.4015.7此處：

17、ASr = 復(fù)測(cè)正確度標(biāo)準(zhǔn)偏差，用測(cè)量單位Br = 復(fù)測(cè)正確度 = 2.83×Sr，用測(cè)量單位C(r) = 相對(duì)復(fù)測(cè)正確度（單位為%）DSR = 可再現(xiàn)率標(biāo)準(zhǔn)偏差，用測(cè)量單位ER = 可再現(xiàn)率 = 2.83×SR，用測(cè)量單位F(R) = 相對(duì)可再現(xiàn)率（單位為%）。11.6 精度本試驗(yàn)方法的精度可以以如下的用合適值r. R.（r）或（R）所表述的格式來表示，也即是說，必須在決定試驗(yàn)結(jié)果（用試驗(yàn)方法所獲的）時(shí)使用這些值。該合適的值就是與表1與表2的平均值等級(jí)有關(guān)聯(lián)的r與R值，這些值最接近在日常試驗(yàn)操作時(shí)所考慮（在任意給定的時(shí)間，對(duì)于任何給定的材料）的平均值等級(jí)。11.6.1 復(fù)

18、測(cè)正確度本試驗(yàn)方法的復(fù)測(cè)正確度r已經(jīng)作為在表1與表2中列入的合適值 而被確立。必須將兩個(gè)以標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)程序而獲得的、且（其差別）大于該列入（對(duì)于任意給定的等級(jí)）r值的單獨(dú)試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)作為是從不同或不全等樣品總數(shù)中所獲得的值。11.6.2 可再現(xiàn)率本試驗(yàn)方法可再現(xiàn)率R已經(jīng)作為在表1與表2中列入的合適值而被確立。必須將兩個(gè)在兩個(gè)不同實(shí)驗(yàn)室及以標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)程序而獲得的、且（其差別）大于該列入的值R（對(duì)于任意給定的等級(jí)）的單獨(dú)試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)作為從不同或不全等樣品總數(shù)中所獲得的值。11.6.3 關(guān)于以平均值等級(jí)的百分比表示的復(fù)測(cè)正確度與可再現(xiàn)率（r）與（R）的應(yīng)用如同上述對(duì)r與 R的說明。對(duì)于（r）與（R）的說明。兩個(gè)單獨(dú)試驗(yàn)結(jié)果間的差異可以表示為兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果算術(shù)平均值的百分比。11.7 偏差在試驗(yàn)方法的名詞術(shù)語中，偏差是平均試驗(yàn)值與基準(zhǔn)（或：實(shí)際）的試驗(yàn)特性（或：參數(shù)）值間的差值。因?yàn)椋ㄔ囼?yàn)特性）值僅僅有本試驗(yàn)方法限定，故本試驗(yàn)方法不存在基準(zhǔn)值。因此不能確定偏差。12關(guān)鍵詞12.1 （丟洛氏）硬度計(jì)測(cè)的硬度美國試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)申明：本標(biāo)準(zhǔn)并未考慮任何在本標(biāo)準(zhǔn)中提及的條款所涉及的專利權(quán)有效性的問