GB∕T 43432.2-2023 金屬材料 巴氏硬度試驗 第2部分：硬度計的檢驗與校準（正式版）

金屬材料巴氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與校準2023-11-27發(fā)布國家標準化管理委員會IGB/T43432.2—2023前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14巴氏硬度試驗原理 15硬度計分類 16一般要求 27直接檢驗 27.1通則 27.2壓針的檢測 37.2.1壓針的主要技術(shù)參數(shù) 37.2.2壓針圓錐角的檢測 37.2.3壓針頂端平面直徑的檢測 37.2.4壓針表面粗糙度的檢測 37.2.5壓針硬度的檢測 37.3測量指示裝置的校準 38間接檢驗 48.1通則 48.2間接檢驗方法 48.3示值重復(fù)性的評定 48.4示值誤差的評定 48.5測量不確定度 49檢驗周期 510檢驗報告和(或)校準證書 5附錄A(資料性)巴氏硬度計校準結(jié)果的測量不確定度 6Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T43432《金屬材料巴氏硬度試驗》的第2部分。GB/T43432已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第2部分：硬度計的檢驗與校準；——第3部分：標準硬度塊的標定。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國試驗機標準化技術(shù)委員會(SAC/TC122)歸口。本文件起草單位：沈陽天星試驗儀器股份有限公司、中機試驗裝備股份有限公司、無錫市檢驗檢測認證研究院、吉林大學、麗水市閥檢測控技術(shù)有限公司、中國航空工業(yè)集團公司北京長城計量測試技術(shù)研究所、廣州大學、長沙戴卡科技有限公司、中機試驗裝備(江蘇)有限公司。GB/T43432《金屬材料巴氏硬度試驗》旨在規(guī)范巴氏硬度的試驗方法和試驗儀器的檢驗，擬由三個部分構(gòu)成?！?部分：試驗方法。目的在于確立巴氏硬度試驗需遵循的程序和方法?！?部分：硬度計的檢驗與校準。目的在于規(guī)定巴氏硬度計需滿足的技術(shù)要求和檢驗校準方法。規(guī)定了檢驗硬度計基本功能的直接檢驗法和用于檢驗硬度計綜合性能的間接檢驗法?！?部分：標準硬度塊的標定。目的在于確定巴氏標準硬度塊需滿足的技術(shù)要求和標定方法。IN1GB/T43432.2—2023金屬材料巴氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與校準1范圍本文件描述了用直接檢驗法和間接檢驗法檢驗巴氏硬度計(以下簡稱“硬度計”)的方法，規(guī)定了巴氏硬度計的分類、一般要求、直接檢驗法、間接檢驗法、檢驗周期和檢驗報告等要求。本文件適用于巴氏硬度計的檢驗和校準，間接檢驗法還可獨立地用于硬度計使用中的定期常規(guī)檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T36416.1試驗機詞匯第1部分：材料試驗機GB/T43432.3金屬材料巴氏硬度試驗第3部分：標準硬度塊的標定3術(shù)語和定義GB/T36416.1界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4巴氏硬度試驗原理將規(guī)定形狀的鋼制壓針，在彈簧力的作用下壓入試樣表面，用壓針壓入試樣的深度來表示材料的巴氏硬度。材料的硬度與壓入的深度相關(guān)，壓入深度越淺硬度越高，反之則越低。定義每0.0076mm的壓入深度為一個巴氏硬度單位。按公式(1)計算巴氏硬度：式中：HBa——巴氏硬度值；d——壓針壓入試樣的深度，單位為毫米(mm)。5硬度計分類按壓針圓錐角、施力彈簧系數(shù)標稱值將硬度計分為A型、B型和C型三種型式，每種型式對應(yīng)的參數(shù)值見表1。2表1硬度計型式、壓針圓錐角及施力彈簧系數(shù)標稱值硬度計型式壓針圓錐角施力彈簧系數(shù)標稱值N/mmC型6一般要求6.1用于檢驗和校準的裝置或儀器應(yīng)能溯源到國家基準。6.2直接檢驗、間接檢驗均宜在10℃~35℃的溫度范圍內(nèi)，如果在此溫度范圍以外進行檢驗，則應(yīng)在報告中注明。6.3在檢驗硬度計之前，應(yīng)對其進行檢查以確保以下內(nèi)容：a)施加試驗力時，壓針能夠靈活移動，無摩擦及卡滯現(xiàn)象；b)模擬式指示裝置的指針靈敏，無跳動和卡滯現(xiàn)象，數(shù)字式指示裝置的顯示清晰完整、連續(xù)、穩(wěn)定；c)壓針尖端位于壓針筒小孔的中心，無目視可見的偏移；d)將硬度計放置在磨平的鋼板上，用手平穩(wěn)地對機架施加壓力，將壓針伸出部分全部壓入壓針筒內(nèi)，使壓針筒底面壓緊在鋼板上，此時壓針筒底面與鋼板之間無可見的間隙。7直接檢驗7.1.1直接檢驗包括：a)壓針的檢測；b)指示裝置的校準。7.1.2直接檢驗項目對應(yīng)的檢驗器具和儀器，其技術(shù)性能應(yīng)符合表2的要求。表2直接檢驗用器具和儀器的技術(shù)性能要求序號檢測項目檢驗與校準用器具名稱技術(shù)性能1測量范圍上限值鋼板尺寸為150mm×150mm×10mm,試驗面的平面度不大于0.01mm,試驗面的表面粗糙度不大于0.3μm,硬度值不低于60HRC2測量指示裝置數(shù)顯千分尺、專用夾具測量范圍0mm～25mm;分辨力不大于0.001mm3壓針圓錐角和壓針頂端平面直徑工具顯微鏡角度最大允許誤差：±1';長度最大允許誤差：±5μm3表2直接檢驗用器具和儀器的技術(shù)性能要求(續(xù))序號檢測項目檢驗與校準用器具名稱技術(shù)性能4壓針表面粗糙度表面粗糙度比較樣塊5壓針硬度維氏硬度計(HV1)硬度最大允許誤差：±5%7.2壓針的檢測7.2.1壓針的主要技術(shù)參數(shù)壓針的主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3壓針的主要技術(shù)參數(shù)圓錐角頂端平面直徑mm表面粗糙度參數(shù)Ra維氏硬度7.2.2壓針圓錐角的檢測將壓針水平固定在V型夾具上，使用表2規(guī)定的工具顯微鏡對壓針的圓錐角進行檢測。應(yīng)在壓針相互垂直的兩個截面上分別進行測量，每個截面測量3次，取其算術(shù)平均值，檢查結(jié)果是否滿足表3的要求。7.2.3壓針頂端平面直徑的檢測將壓針固定在夾具上，使壓針保持垂直向上，頂端外露。使用工具顯微鏡(見表2)沿相互垂直的兩個方向?qū)横橅敹似矫娴闹睆竭M行檢測，每個方向測量3次，取其算術(shù)平均值，確認結(jié)果是否滿足表3的要求。7.2.4壓針表面粗糙度的檢測根據(jù)壓針的加工工藝，選用與壓針的機械加工方法及表面粗糙度參數(shù)值均相同的表面粗糙度比較樣塊(見表2)進行目視檢查，確認結(jié)果是否滿足表3的要求。7.2.5壓針硬度的檢測將壓針頂端垂直向上固定在夾具上，使用表2規(guī)定的維氏硬度計按照GB/T4340.1規(guī)定的方法檢測壓針端面的維氏硬度，檢查測量結(jié)果是否滿足表3的要求。7.3測量指示裝置的校準測量指示裝置應(yīng)按下述方法進行校準。a)將硬度計放置在表2規(guī)定的鋼板上，用手平穩(wěn)地對機架施加壓力，將壓針伸出部分全部壓入壓針筒內(nèi)，硬度計測量指示裝置的讀數(shù)應(yīng)在100HBa±1.0HBa范圍內(nèi)。4GB/T43432.2—2023b)將帶專用夾具的千分尺(見表2)安裝在硬度計的壓針筒上，調(diào)整后置零。用手平穩(wěn)地對機架施加壓力，當千分尺的讀數(shù)分別為0.19mm、0.38mm及0.57mm時，硬度計測量指示裝置的讀數(shù)應(yīng)分別為25HBa、50HBa及75HBa。其最大允許誤差為±1.0HBa。8間接檢驗8.1通則應(yīng)使用GB/T43432.3規(guī)定的標準巴氏硬度塊(以下簡稱標準塊)進行間接檢驗。8.2間接檢驗方法8.2.1將標準塊放置在鋼板(見表2)上，用手平穩(wěn)、快速地對機架施加壓力，直至壓針筒底面和標準塊表面貼合，在指示裝置上讀取硬度示值。8.2.2檢測時，應(yīng)根據(jù)硬度計的型式，按表4的硬度范圍選取合適的標準塊。應(yīng)在每一標準塊的試驗面上均勻分布地壓出5個壓痕。測得的每個硬度示值應(yīng)準確到0.5HBa。試驗時壓出的兩相鄰壓痕中心的距離和壓痕中心至標準塊邊緣的距離不應(yīng)小于3mm。8.2.3讀數(shù)時，如果硬度計的示值出現(xiàn)回落變化，應(yīng)讀取觀察到的最大值。表4硬度計示值最大允許誤差和示值重復(fù)性硬度計型式硬度范圍示值最大允許誤差示值重復(fù)性A型82HBaA～89HBaA42HBaA～55HBaA87HBaB～89HBaB43HBaC～48HBaC注：HBa是巴氏硬度的通用符號，A型、B型和C型硬度計測定的硬度值，其單位分別為HBaA、HBaB和HBaC。8.3示值重復(fù)性的評定將每一標準塊上所測得的5點硬度值H?、H?、H?、H?和Hs,按從小到大遞增的次序排列。在規(guī)定的檢測條件下，硬度計的示值重復(fù)性r,按公式(2)計算。檢測結(jié)果應(yīng)滿足表4的要求。r=H?-H?………………(2)8.4示值誤差的評定在規(guī)定的檢驗條件下，按公式(3)計算硬度計的示值誤差E。檢測結(jié)果應(yīng)滿足表4的要求。E=H-H……(3)式中：H——標準硬度塊校準證書給出的標定硬度值。H硬度計讀數(shù)的算術(shù)平均硬度值，按公式(4)計算：8.5測量不確定度應(yīng)確定間接檢驗和校準的不確定度，示例見附錄A。59檢驗周期硬度計直接檢驗周期見表5。間接檢驗的周期不應(yīng)超過12個月，間接檢驗應(yīng)在直接檢驗完成以后進行。表5硬度計的直接檢驗直接檢驗要求測量指示裝置壓針首次開始工作以前√√壓針使用18個月后 √經(jīng)拆卸并重新裝配后√——間接檢驗不合格時”√—間接檢驗超過14個月√注：“√”表示必檢項目，“—”表示可不檢項目。可按順序?qū)@些參數(shù)進行直接檢驗，以便找出未通過間接檢驗的原因。10檢驗報告和(或)校準證書檢驗報告和(或)校準證書應(yīng)包含以下內(nèi)容：a)注明執(zhí)行本文件，即GB/T43432.2;b)檢驗方法(直接和/或間接檢驗);c)硬度計的標識信息(通常為硬度計銘牌上的內(nèi)容，如硬度計型號、名稱、制造日期、編號和制造廠名稱等);d)檢驗器具(標準塊等);e)檢驗溫度(僅在10℃～35℃溫度范圍之外進行檢驗時需要報告);f)檢驗結(jié)果；g)檢驗日期和檢測機構(gòu)；h)檢驗結(jié)果的測量不確定度。6(資料性)巴氏硬度計校準結(jié)果的測量不確定度A.1間接檢驗合成標準不確定度計算方法使用標準塊進行間接檢驗，能檢查硬度計的綜合性能，同時根據(jù)標準塊的標準值測定出硬度計的重復(fù)性及誤差。注：在本附錄中，根據(jù)硬度試驗標準的定義，下標“CRM”(有證標準物質(zhì)間接檢驗時，硬度計的合成標準不確定度uHry按公式(A.1)計算：uirM——巴氏硬度計的合成標準不確定度；uckm——標準塊校準證書給出的標準不確定度；ucRM-p——標準塊自最近一次標定后，其硬度值隨時間漂移引入的標準不確定度(當使用滿足標準要求的標準塊檢驗時，此分量可忽略不計);un——由硬度計測量結(jié)果引入的標準不確定度；ums——硬度計分辨力引入的標準不確定度。A.2間接檢驗合成標準不確定度計算過程計算結(jié)果見表A.1,具體計算過程見A.2.2～A.2.5。其中：——標準塊的定值Hcrm=86.9HBa——標準塊的擴展不確定度UcrM=0.5HBa——硬度計分辨力δms=0.1HBa表A.1巴氏硬度計校準結(jié)果序號測得的硬度值HBa188.7(最大值)234586.5(最小值)平均值日標準差sHA.2.2標準塊引入的標準不確定度uc根據(jù)校準證書可知，標準塊的擴展不確定度為UcrM=0.5HBa(k=2),則標準塊引入的標準不確7GB/T43432.2—2023定度：式中：Ucrm——標準塊的擴展不確定度；uckM——標準塊引入的標準不確定度。A.2.3硬度計分辨力引入的標準不確定度ums硬度計分辨力δm=0.1HBa,則硬度計分辨力引入的標準不確定度為：式中：ums——硬度計分辨力引入的標準不確定度；δms——硬度計分辨力。A.2.4硬度計間接檢驗引入的標準不確定度u……硬度計間接檢驗引入的標準不確定度為：式中：uh——用標準硬度塊校