TSZS 4018-2020 貴金屬飾品硬度測(cè)試方法 顯微維氏硬度法

ICICS39.060ICY88T/SZS4018-2020團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/SZS4018-2020貴金屬飾品硬度測(cè)試方法顯微維氏硬度法Hardnesstestmethodofpreciousmetaljewelry Vickershardnesstestmethod2020-05-15發(fā)布 2020-05-15實(shí)施深圳市深圳標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)會(huì) 發(fā)布T/SZS4018T/SZS4018—2020II前 言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由深圳市金質(zhì)金銀珠寶檢驗(yàn)研究中心有限公司提出。本標(biāo)準(zhǔn)由深圳市深圳標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：王德雨、高亞偉、張海龍、楊佩、鄭煥堅(jiān)、李章平、高婷、羅雪瑩、徐興陽。T/SZS4018T/SZS4018—2020PAGEPAGE13貴金屬飾品硬度測(cè)試方法顯微維氏硬度法范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于貴金屬飾品維氏硬度的測(cè)定。GB/T4340.1 1GB/T4340.2 屬料維氏度驗(yàn)第2分硬度的驗(yàn)校準(zhǔn)GB/T4340.3 屬料維氏度驗(yàn)第3分標(biāo)準(zhǔn)度的定GB/T4340.4 屬料維氏度驗(yàn)第4分硬度表GB/T13298 下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1同類驗(yàn)面 similartestsurface具有相同材料組分、相同加工狀態(tài)（包括表面處理狀態(tài)）的試驗(yàn)面。3.2焦深法 depthoffieldmethod利用光學(xué)成像系統(tǒng)的焦深，計(jì)算得到清晰視野的曲面高度，再根據(jù)三角關(guān)系得到曲面半徑的方法。原理GB/T4340.13參見附錄CGB/T4340.20.09807kgf~1.961kgf(0.01N~0.2N)GB/T4340.2GB/T4340.2樣鑲嵌操作按照GB/T132981.5/化注：視野對(duì)準(zhǔn)最高點(diǎn)，繼續(xù)增大距離，清晰像與模糊像的分界線從四周向視野中心移動(dòng)，而不是從一側(cè)移動(dòng)到另外一側(cè)。表A.1~表A.310℃~35℃8.2 試驗(yàn)力應(yīng)在0.09807kgf(0.01N)到1.961kgf(0.2N)范圍內(nèi)，推薦試驗(yàn)力為0.9807kgf(0.1N)和1.961kgf(0.2N)。2s~8s15μm/s~70μm/s10s~15s2sHV402.5HV40兩相鄰壓痕中心之間的距離，對(duì)于貴金屬合金、維氏硬度不小于HV40的貴金屬飾品至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的3倍，對(duì)于維氏硬度小于HV40的貴金屬飾品至少應(yīng)為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的6倍。如果兩相鄰壓痕大小不同，應(yīng)為較大壓痕確定壓痕間距。15%~65%同，如可能，應(yīng)使壓痕對(duì)角線方向與冷加工變形方向成45o角。(1)GB/T4340.4HV

2Fsinα1 20.1891

………………(1)ng d2 d2n式中：H維氏硬度，單位為N2（P1——常數(shù)，等于0.102。gn為kgf轉(zhuǎn)化為N的轉(zhuǎn)化因子，為9.80665。gn13°°。（d——兩壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度d1和d2的算術(shù)平均值，單位為毫米(mm)。至少以3個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算算術(shù)平均值作為試樣的維氏硬度值，結(jié)果保留3位有效數(shù)字。維氏硬度用HV表示，符號(hào)之前為硬度值，符號(hào)之后按如下順序排列：106 HV 0.1/20試驗(yàn)力保持時(shí)間s試驗(yàn)力0.1kgf維氏硬度符號(hào)硬度值注：當(dāng)試驗(yàn)力保持時(shí)間為10~15s，則保持時(shí)間可省略不寫。對(duì)于硬度試驗(yàn)，可能由以下兩種評(píng)定測(cè)量不確定度的方法；——基于在直接校準(zhǔn)中對(duì)所有出現(xiàn)的相關(guān)不確定度分項(xiàng)的評(píng)估?！谟脴?biāo)準(zhǔn)硬度塊進(jìn)行間接校準(zhǔn)。測(cè)定指導(dǎo)參見附錄B。c）試驗(yàn)條件；g）注：僅在試驗(yàn)力相同的情況下，才可以對(duì)硬度值作精確比較。附 錄 A（規(guī)范性附錄）在曲面上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)使用的修正系數(shù)表表A.1給出了在凸球面上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的修正系數(shù)。修正系數(shù)根據(jù)壓痕對(duì)角線d的平均值與球直徑D示例：凸球面 D=13mm試驗(yàn)力 F=0.9807N壓痕角平值 d=45.7μmd45.7103

0.0035HV=0.18910.9807=88.8HV0.10.04572

D 13用表A.1通過內(nèi)插法求得修正系數(shù)=0.996球體硬度=88.8×0.996=88.4HV0.1表A.1凸球面d/D修正系數(shù)d/D修正系數(shù)d/D修正系數(shù)0.0040.9950.0550.9450.1220.8950.0090.9900.0610.9400.1300.8900.0130.9850.0670.9350.1390.8850.0180.9800.0730.9300.1470.8800.0230.9750.0790.9250.1560.8750.0280.9700.0860.9200.1650.8700.0330.9650.0930.9150.1750.8650.0380.9600.1000.9100.1850.8600.0430.9550.1070.9050.1950.8550.0490.9500.1140.9000.2060.850A.2~A.3給出了在凸圓柱面上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的修正系數(shù)。修正系數(shù)根據(jù)壓痕對(duì)角線d的平均值與圓柱直徑D的比率列表，位于兩比率之間的通過內(nèi)插法求得修正系數(shù)。表A.2凸圓柱面(一對(duì)角線與圓柱軸線呈45°)d/D修正系數(shù)d/D修正系數(shù)d/D修正系數(shù)0.0090.9950.0710.9600.1390.9250.0170.9900.0810.9550.1490.9200.0260.9850.0900.9500.1590.9150.0350.9800.1000.9450.1690.9100.0440.9750.1090.9400.1790.9050.0530.9700.1190.9350.1890.9000.0620.9650.1290.9300.2000.895表A.3凸圓柱面(一對(duì)角線平行于圓柱軸線)d/D修正系數(shù)d/D修正系數(shù)d/D修正系數(shù)0.0090.9950.0540.9750.1260.9550.0190.9900.0680.9700.1530.9500.0290.9850.0850.9650.1890.9450.0410.9800.1040.9600.2430.940附 錄 B（資料性附錄）硬度值測(cè)量的不確定度(CRM)（注：CRM(CertifiedReferenceMaterial)是由標(biāo)準(zhǔn)硬度計(jì)標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊。硬度計(jì)的偏差b起源于下面兩部分之間的差異：——校準(zhǔn)硬度計(jì)的五個(gè)硬度壓痕的平均值；——標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)準(zhǔn)值。U本評(píng)定方法考慮硬度計(jì)的系統(tǒng)誤差，是與控制流程相關(guān)的方法。u2u2u2u2xHb

……（B.1）式中：U——擴(kuò)展不確定度；k——包含因子，k=2；ux——對(duì)試樣進(jìn)行硬度測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)；ub——硬度計(jì)系統(tǒng)誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)；Hu——用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)；HuCRM——標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度塊引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)；ums——壓痕測(cè)量系統(tǒng)分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定分項(xiàng)。ux和uH為Aub、uCRM和ums為BAux的評(píng)定xux=CRn （B.2）式中：R——極差；C——n——注：C—極差系數(shù)見GB/T4340.1表D.1。uH的評(píng)定用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)平均值H的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式B.3進(jìn)行計(jì)算。B

RCHnHHuCHnHH

……（B.3）uCRM的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可由校準(zhǔn)證書給出，也可按照標(biāo)準(zhǔn)硬度塊相對(duì)均勻度的最大允許值Jrel（見GB/T4340.3）進(jìn)行考慮，根據(jù)公式（1）可求得uCRM。B.4.22

ub的評(píng)定

uCRM

=JrelH2.83

CRM

……（B.4）GB/T4340.2ErelB.4.23

ums的評(píng)定

=b=HHCRM

……（B.5）硬度計(jì)壓痕測(cè)量裝置的分辨力δs（查GBT4402，引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量ums的區(qū)間半寬度3da=δms/2，假設(shè)可能值在區(qū)間內(nèi)為均勻分布。3dums

reld

x=ms

……（B.6）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)方法，使用標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度塊（461HV0.2）對(duì)硬度計(jì)進(jìn)行間接檢驗(yàn)，對(duì)Au750飾品配件進(jìn)行硬度試驗(yàn)，獲取評(píng)定所需測(cè)量數(shù)據(jù)（見表B.1和表B.2表B.1 間接檢驗(yàn)的結(jié)果序號(hào)壓痕對(duì)角線的測(cè)量值dmm計(jì)算的硬度值HHV10.0283646120.0283946030.02831min46340.0283346250.02846max458平均值H—460.8標(biāo)準(zhǔn)偏差SH—2.1表B.2 Au750飾品配件的硬度試驗(yàn)結(jié)果序號(hào)壓痕對(duì)角線的測(cè)量值dmm計(jì)算的硬度值xHV10.04103min22020.04122max21830.0409622140.0410422050.04108220平均值H—219.8標(biāo)準(zhǔn)偏差SH—1.2Au750飾品配件的硬度測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度評(píng)定結(jié)果見表B.3。表B.3 測(cè)量不確定度的評(píng)定不確定度分項(xiàng)依據(jù)不確定度的貢獻(xiàn)ux當(dāng)n=5時(shí)，極差系數(shù)C=2.330.53HVuH當(dāng)n=5時(shí)，極差系數(shù)C=2.330.93HVuCRM標(biāo)準(zhǔn)硬度塊（461HV0.2）不均勻性最大允許值見GB/T4340.3HV>225時(shí)，Jrel=2.0%3.25HVubb=HHCRM=460.8461=0.20.2HVums根據(jù)GB/T4340.2壓痕0.040mm<d≤0.200mm時(shí)，測(cè)量裝置分辨力δms=±0.5%d0.63HVUUu2u2u2u2 u2x H b ,k=27.0HV測(cè)量結(jié)果XXxU(220±7)HV附 錄 C（資料性附錄）焦深法測(cè)定曲面形狀和曲率半徑R曲率半徑RANANA焦深BerekT n

350

……（C.1）VIS 2

NAM式中，TVIS——焦深，單位是um；NA——物鏡的數(shù)值孔徑；

n——樣品和物鏡前端之間的介質(zhì)的折射率，空氣為1；λ——光的波長(zhǎng)，可見光波長(zhǎng)為0.55um；M——總放大倍率，物鏡倍率×目鏡倍率。通過目鏡觀察，清晰成像的范圍呈現(xiàn)橢圓的形狀，測(cè)量長(zhǎng)軸2r1、短軸2r2的長(zhǎng)度，計(jì)算與視野直徑的比值，12r12r2K1K2。圖C.1曲面高點(diǎn)測(cè)試后目鏡視野示意圖測(cè)點(diǎn)處曲面的法截面如圖C.2，測(cè)點(diǎn)附近的法截弧近似為圓形弧，根據(jù)幾何關(guān)系可計(jì)算該法截弧的曲率半徑。圖C.2焦深法計(jì)算法截弧曲率半徑的示意圖rkr0

……(C.2)式中，

R2Rh2r2 C.3r ——r0 ——k ——r/r0R ——h ——h=0.5TVIS~TVISh=a·TVIS。（h1/2個(gè)1ak2r2 R0

……（C.4）2依據(jù)附錄A中的方法，分別以長(zhǎng)短軸對(duì)應(yīng)法截弧的曲率半徑R1和R2為半徑的凸圓球