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

金屬材料巴氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)2023-11-27發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T43432.2—2023前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14巴氏硬度試驗(yàn)原理 15硬度計(jì)分類 16一般要求 27直接檢驗(yàn) 27.1通則 27.2壓針的檢測(cè) 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(cè) 37.2.3壓針頂端平面直徑的檢測(cè) 37.2.4壓針表面粗糙度的檢測(cè) 37.2.5壓針硬度的檢測(cè) 37.3測(cè)量指示裝置的校準(zhǔn) 38間接檢驗(yàn) 48.1通則 48.2間接檢驗(yàn)方法 48.3示值重復(fù)性的評(píng)定 48.4示值誤差的評(píng)定 48.5測(cè)量不確定度 49檢驗(yàn)周期 510檢驗(yàn)報(bào)告和(或)校準(zhǔn)證書 5附錄A(資料性)巴氏硬度計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度 6Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)》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(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)；——第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定。請(qǐng)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC122)歸口。本文件起草單位：沈陽(yáng)天星試驗(yàn)儀器股份有限公司、中機(jī)試驗(yàn)裝備股份有限公司、無(wú)錫市檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證研究院、吉林大學(xué)、麗水市閥檢測(cè)控技術(shù)有限公司、中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所、廣州大學(xué)、長(zhǎng)沙戴卡科技有限公司、中機(jī)試驗(yàn)裝備(江蘇)有限公司。GB/T43432《金屬材料巴氏硬度試驗(yàn)》旨在規(guī)范巴氏硬度的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)儀器的檢驗(yàn)，擬由三個(gè)部分構(gòu)成。——第1部分：試驗(yàn)方法。目的在于確立巴氏硬度試驗(yàn)需遵循的程序和方法。——第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)。目的在于規(guī)定巴氏硬度計(jì)需滿足的技術(shù)要求和檢驗(yàn)校準(zhǔn)方法。規(guī)定了檢驗(yàn)硬度計(jì)基本功能的直接檢驗(yàn)法和用于檢驗(yàn)硬度計(jì)綜合性能的間接檢驗(yàn)法。——第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定。目的在于確定巴氏標(biāo)準(zhǔn)硬度塊需滿足的技術(shù)要求和標(biāo)定方法。IN1GB/T43432.2—2023金屬材料巴氏硬度試驗(yàn)第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)1范圍本文件描述了用直接檢驗(yàn)法和間接檢驗(yàn)法檢驗(yàn)巴氏硬度計(jì)(以下簡(jiǎn)稱“硬度計(jì)”)的方法，規(guī)定了巴氏硬度計(jì)的分類、一般要求、直接檢驗(yàn)法、間接檢驗(yàn)法、檢驗(yàn)周期和檢驗(yàn)報(bào)告等要求。本文件適用于巴氏硬度計(jì)的檢驗(yàn)和校準(zhǔn)，間接檢驗(yàn)法還可獨(dú)立地用于硬度計(jì)使用中的定期常規(guī)檢驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T36416.1試驗(yàn)機(jī)詞匯第1部分：材料試驗(yàn)機(jī)GB/T43432.3金屬材料巴氏硬度試驗(yàn)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T36416.1界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。4巴氏硬度試驗(yàn)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(lái)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(gè)巴氏硬度單位。按公式(1)計(jì)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(jì)分類按壓針圓錐角、施力彈簧系數(shù)標(biāo)稱值將硬度計(jì)分為A型、B型和C型三種型式，每種型式對(duì)應(yīng)的參數(shù)值見表1。2表1硬度計(jì)型式、壓針圓錐角及施力彈簧系數(shù)標(biāo)稱值硬度計(jì)型式壓針圓錐角施力彈簧系數(shù)標(biāo)稱值N/mmC型6一般要求6.1用于檢驗(yàn)和校準(zhǔn)的裝置或儀器應(yīng)能溯源到國(guó)家基準(zhǔn)。6.2直接檢驗(yàn)、間接檢驗(yàn)均宜在10℃~35℃的溫度范圍內(nèi)，如果在此溫度范圍以外進(jìn)行檢驗(yàn)，則應(yīng)在報(bào)告中注明。6.3在檢驗(yàn)硬度計(jì)之前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查以確保以下內(nèi)容：a)施加試驗(yàn)力時(shí)，壓針能夠靈活移動(dòng)，無(wú)摩擦及卡滯現(xiàn)象；b)模擬式指示裝置的指針靈敏，無(wú)跳動(dòng)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(wú)目視可見的偏移；d)將硬度計(jì)放置在磨平的鋼板上，用手平穩(wěn)地對(duì)機(jī)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(shí)壓針筒底面與鋼板之間無(wú)可見的間隙。7直接檢驗(yàn)7.1.1直接檢驗(yàn)包括：a)壓針的檢測(cè)；b)指示裝置的校準(zhǔn)。7.1.2直接檢驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)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(yàn)用器具和儀器的技術(shù)性能要求序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢驗(yàn)與校準(zhǔn)用器具名稱技術(shù)性能1測(cè)量范圍上限值鋼板尺寸為150mm×150mm×10mm,試驗(yàn)面的平面度不大于0.01mm,試驗(yàn)面的表面粗糙度不大于0.3μm,硬度值不低于60HRC2測(cè)量指示裝置數(shù)顯千分尺、專用夾具測(cè)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(zhǎng)度最大允許誤差：±5μm3表2直接檢驗(yàn)用器具和儀器的技術(shù)性能要求(續(xù))序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢驗(yàn)與校準(zhǔn)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(jì)(HV1)硬度最大允許誤差：±5%7.2壓針的檢測(cè)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(cè)將壓針?biāo)焦潭ㄔ赩型夾具上，使用表2規(guī)定的工具顯微鏡對(duì)壓針的圓錐角進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)在壓針相互垂直的兩個(gè)截面上分別進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)截面測(cè)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(cè)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(gè)方向?qū)横橅敹似矫娴闹睆竭M(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)方向測(cè)量3次，取其算術(shù)平均值，確認(rèn)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(cè)根據(jù)壓針的加工工藝，選用與壓針的機(jī)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(jìn)行目視檢查，確認(rèn)結(jié)果是否滿足表3的要求。7.2.5壓針硬度的檢測(cè)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(jì)按照GB/T4340.1規(guī)定的方法檢測(cè)壓針端面的維氏硬度，檢查測(cè)量結(jié)果是否滿足表3的要求。7.3測(cè)量指示裝置的校準(zhǔn)測(cè)量指示裝置應(yīng)按下述方法進(jìn)行校準(zhǔn)。a)將硬度計(jì)放置在表2規(guī)定的鋼板上，用手平穩(wěn)地對(duì)機(jī)架施加壓力，將壓針伸出部分全部壓入壓針筒內(nèi)，硬度計(jì)測(cè)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(jì)的壓針筒上，調(diào)整后置零。用手平穩(wěn)地對(duì)機(jī)架施加壓力，當(dāng)千分尺的讀數(shù)分別為0.19mm、0.38mm及0.57mm時(shí)，硬度計(jì)測(cè)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(yàn)8.1通則應(yīng)使用GB/T43432.3規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)巴氏硬度塊(以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)塊)進(jìn)行間接檢驗(yàn)。8.2間接檢驗(yàn)方法8.2.1將標(biāo)準(zhǔn)塊放置在鋼板(見表2)上，用手平穩(wěn)、快速地對(duì)機(jī)架施加壓力，直至壓針筒底面和標(biāo)準(zhǔn)塊表面貼合，在指示裝置上讀取硬度示值。8.2.2檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)硬度計(jì)的型式，按表4的硬度范圍選取合適的標(biāo)準(zhǔn)塊。應(yīng)在每一標(biāo)準(zhǔn)塊的試驗(yàn)面上均勻分布地壓出5個(gè)壓痕。測(cè)得的每個(gè)硬度示值應(yīng)準(zhǔn)確到0.5HBa。試驗(yàn)時(shí)壓出的兩相鄰壓痕中心的距離和壓痕中心至標(biāo)準(zhǔn)塊邊緣的距離不應(yīng)小于3mm。8.2.3讀數(shù)時(shí)，如果硬度計(jì)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(jì)示值最大允許誤差和示值重復(fù)性硬度計(jì)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(hào)，A型、B型和C型硬度計(jì)測(cè)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(píng)定將每一標(biāo)準(zhǔn)塊上所測(cè)得的5點(diǎn)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(cè)條件下，硬度計(jì)的示值重復(fù)性r,按公式(2)計(jì)算。檢測(cè)結(jié)果應(yīng)滿足表4的要求。r=H?-H?………………(2)8.4示值誤差的評(píng)定在規(guī)定的檢驗(yàn)條件下，按公式(3)計(jì)算硬度計(jì)的示值誤差E。檢測(cè)結(jié)果應(yīng)滿足表4的要求。E=H-H……(3)式中：H——標(biāo)準(zhǔn)硬度塊校準(zhǔn)證書給出的標(biāo)定硬度值。H硬度計(jì)讀數(shù)的算術(shù)平均硬度值，按公式(4)計(jì)算：8.5測(cè)量不確定度應(yīng)確定間接檢驗(yàn)和校準(zhǔn)的不確定度，示例見附錄A。59檢驗(yàn)周期硬度計(jì)直接檢驗(yàn)周期見表5。間接檢驗(yàn)的周期不應(yīng)超過(guò)12個(gè)月，間接檢驗(yàn)應(yīng)在直接檢驗(yàn)完成以后進(jìn)行。表5硬度計(jì)的直接檢驗(yàn)直接檢驗(yàn)要求測(cè)量指示裝置壓針首次開始工作以前√√壓針使用18個(gè)月后 √經(jīng)拆卸并重新裝配后√——間接檢驗(yàn)不合格時(shí)”√—間接檢驗(yàn)超過(guò)14個(gè)月√注：“√”表示必檢項(xiàng)目，“—”表示可不檢項(xiàng)目?？砂错樞?qū)@些參數(shù)進(jìn)行直接檢驗(yàn)，以便找出未通過(guò)間接檢驗(yàn)的原因。10檢驗(yàn)報(bào)告和(或)校準(zhǔn)證書檢驗(yàn)報(bào)告和(或)校準(zhǔn)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(yàn)方法(直接和/或間接檢驗(yàn));c)硬度計(jì)的標(biāo)識(shí)信息(通常為硬度計(jì)銘牌上的內(nèi)容，如硬度計(jì)型號(hào)、名稱、制造日期、編號(hào)和制造廠名稱等);d)檢驗(yàn)器具(標(biāo)準(zhǔn)塊等);e)檢驗(yàn)溫度(僅在10℃～35℃溫度范圍之外進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)需要報(bào)告);f)檢驗(yàn)結(jié)果；g)檢驗(yàn)日期和檢測(cè)機(jī)構(gòu)；h)檢驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度。6(資料性)巴氏硬度計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度A.1間接檢驗(yàn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算方法使用標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行間接檢驗(yàn)，能檢查硬度計(jì)的綜合性能，同時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊的標(biāo)準(zhǔn)值測(cè)定出硬度計(jì)的重復(fù)性及誤差。注：在本附錄中，根據(jù)硬度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的定義，下標(biāo)“CRM”(有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)間接檢驗(yàn)時(shí)，硬度計(jì)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uHry按公式(A.1)計(jì)算：uirM——巴氏硬度計(jì)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；uckm——標(biāo)準(zhǔn)塊校準(zhǔn)證書給出的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；ucRM-p——標(biāo)準(zhǔn)塊自最近一次標(biāo)定后，其硬度值隨時(shí)間漂移引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(當(dāng)使用滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)塊檢驗(yàn)時(shí)，此分量可忽略不計(jì));un——由硬度計(jì)測(cè)量結(jié)果引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；ums——硬度計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A.2間接檢驗(yàn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果見表A.1,具體計(jì)算過(guò)程見A.2.2～A.2.5。其中：——標(biāo)準(zhǔn)塊的定值Hcrm=86.9HBa——標(biāo)準(zhǔn)塊的擴(kuò)展不確定度UcrM=0.5HBa——硬度計(jì)分辨力δms=0.1HBa表A.1巴氏硬度計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果序號(hào)測(cè)得的硬度值HBa188.7(最大值)234586.5(最小值)平均值日標(biāo)準(zhǔn)差sHA.2.2標(biāo)準(zhǔn)塊引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc根據(jù)校準(zhǔn)證書可知，標(biāo)準(zhǔn)塊的擴(kuò)展不確定度為UcrM=0.5HBa(k=2),則標(biāo)準(zhǔn)塊引入的標(biāo)準(zhǔn)不確7GB/T43432.2—2023定度：式中：Ucrm——標(biāo)準(zhǔn)塊的擴(kuò)展不確定度；uckM——標(biāo)準(zhǔn)塊引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A.2.3硬度計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ums硬度計(jì)分辨力δm=0.1HBa,則硬度計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：式中：ums——硬度計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；δms——硬度計(jì)分辨力。A.2.4硬度計(jì)間接檢驗(yàn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u……硬度計(jì)間接檢驗(yàn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：式中：uh——用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊校