GB-T 230.1-2018金属材料洛氏硬度试验 第1部分：试验方法.pdf

I C S7 7.0 4 0.1 0H2 2中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T2 3 0.12 0 1 8代替G B/T2 3 0.12 0 0 9金属材料 洛氏硬度试验第1部分:试验方法M e t a l l i cm a t e r i a l sR o c k w e l l h a r d n e s s t e s tP a r t 1:T e s tm e t h o d(I S O6 5 0 8-1:2 0 1 6,MO D)2 0 1 8-0 5-1 4发布2 0 1 8-1 2-0 1实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局中国国家标准化管理委员会发 布目 次前言1 范围12 规范性引用文件13 原理14 符号、缩写术语和名称15 试验设备46 试样47 试验程序58 结果的不确定度69 试验报告61 0 换算成其他硬度或抗拉强度值6附录A(规范性附录)薄产品HR 3 0 T S m和HR 1 5 T S m试验7附录B(规范性附录)洛氏硬度与试样最小厚度关系8附录C(规范性附录)日常检查程序1 1附录D(规范性附录)金刚石压头的检查1 4附录E(规范性附录)在凸圆柱面上试验的洛氏硬度修正值1 5附录F(规范性附录)在凸球面上试验C标尺洛氏硬度修正值1 7附录G(资料性附录)硬度测量值的不确定度评定1 8参考文献2 4G B/T2 3 0.12 0 1 8前 言 G B/T2 3 0 金属材料 洛氏硬度试验 分为以下3部分:第1部分:试验方法;第2部分:硬度计的检验与校准;第3部分:标准硬度块的标定。本部分为G B/T2 3 0的第1部分。本部分按照G B/T1.12 0 0 9给出的规则起草。本部分代替G B/T2 3 0.12 0 0 9 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法,与G B/T2 3 0.12 0 0 9相比主要技术变化如下:修改了球形标准型洛氏硬度压头的材质(见第1章,2 0 0 9年版第1章);修改了钢球压头的使用范围(见第1章注,2 0 0 9版第1章);修改了洛氏硬度HR A、HR B的适用范围(见表1,2 0 0 9版表1);修改了洛氏硬度HR C适用范围延伸至1 0 HR C的规定(见表1注,2 0 0 9版表1注);修改了初试验力F0和主试验力F1的保持时间(见7.6和7.9,2 0 0 9版7.3和7.5);修改了两相邻压痕中心之间的距离(见7.1 3,2 0 0 9版7.8);删除了洛氏硬度值修约的要求 见2 0 0 9版第9章d);删除了试样粗糙度的要求(见2 0 0 9版6.1);修改了附录A中薄产品HR 3 0 T S m和HR 1 5 T S m使用的压头(见附录A注1,2 0 0 9版附录A中A.1);附录C由资料性附录改为规范性附录,同时修改了附录C日常检查程序的内容(见附录C,2 0 0 9版附录E);附录D由资料性附录改为规范性附录(见附录D,2 0 0 9版附录F);修改了附录G硬度测量值的不确定度评定方法(见附录G,2 0 0 9版附录G)。本部分采用重新起草法修改采用I S O6 5 0 8-1:2 0 1 6 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法。本部分与I S O6 5 0 8-1:2 0 1 6相比结构基本一致。本部分与I S O6 5 0 8-1:2 0 1 6相比存在技术差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线()进行了标示,本部分与I S O6 5 0 8-1:2 0 1 6的技术差异及其原因如下:关于规范性引用文件,本部分做了具有技术性差异的调整,以适应我国的技术条件,调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下:用修改采用国际标准的G B/T2 3 0.2代替了I S O6 5 0 8-2;用修改采用国际标准的G B/T2 3 0.3代替了I S O6 5 0 8-3;增加引用了J J G1 1 2(见第5章);增加引用了J J F1 0 5 9.1(见第8章)。本部分还做了下列编辑性修改:附录G中增加了图G.1和相应的注;按照附录在标准中出现的次序调整了附录C、附录D、附录E、附录F编号;删除了国际标准的附录H和附录I。本部分由中国钢铁工业协会提出。本部分由全国钢标准化技术委员会(S A C/T C1 8 3)归口。G B/T2 3 0.12 0 1 8本部分起草单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院、国家钢铁及制品质量监督检验中心、上海尚材试验机有限公司、沈阳天星试验仪器有限公司、上海出入境检验检疫局工业品与原材料检测技术中心、宝山钢铁股份有限公司、国家有色金属质量监督检验中心、首钢集团有限公司。本部分起草人:杜小强、高怡斐、董莉、袁月兰、钱宝根、张凤林、吴益文、方健、李璞、张娟、王萍。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:G B/T2 3 01 9 8 3、G B/T2 3 01 9 9 1、G B/T2 3 0.12 0 0 4、G B/T2 3 0.12 0 0 9;G B/T1 8 1 81 9 7 9、G B/T1 8 1 81 9 9 4。G B/T2 3 0.12 0 1 8 金属材料 洛氏硬度试验第1部分:试验方法1 范围G B/T2 3 0的本部分规定了标尺为A、B、C、D、E、F、G、H、K、1 5 N、3 0 N、4 5 N、1 5 T、3 0 T和4 5 T的金属材料洛氏硬度和表面洛氏硬度的试验方法。本部分适用于固定式和便携式洛氏硬度计。对于特定的材料或产品,适用其他特定标准,例如:G B/T3 8 4 9.11、G B/T9 0 9 72。注:碳化钨合金球形压头为标准型洛氏硬度压头,钢球压头仅在满足附录A的情况下才可使用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。G B/T2 3 0.22 0 1 2 金属材料 洛氏硬度试验 第2部分:硬度计(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)的检验与校准(G B/T2 3 0.22 0 1 2,I S O6 5 0 8-2:2 0 0 5,MO D)G B/T2 3 0.3 金属材料 洛氏硬度试验 第3部分:标准硬度块(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)的标定(G B/T2 3 0.32 0 1 2,I S O6 5 0 8-3:2 0 0 5,MO D)J J G1 1 2 金属洛氏硬度计(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示3 原理将特定尺寸、形状和材料的压头按照第7章的规定分两级试验力压入试样表面,初试验力加载后,测量初始压痕深度。随后施加主试验力,在卸除主试验力后保持初试验力时测量最终压痕深度,洛氏硬度根据最终压痕深度和初始压痕深度的差值h及常数N和S(见图1、表1和表2)通过式(1)计算给出:洛氏硬度=N-hS(1)4 符号、缩写术语和名称4.1 本部分使用的符号、缩写术语和名称见图1、表1、表2及表3。如产品标准或协议允许,直径为6.3 5 0mm和1 2.7 0mm的压头也可以使用。参见A S TM E 1 81 0中其他标尺所使用的压头。注1:对于某些材料,适用范围可能比表中所示要窄。注2:试验力以前使用k g f为单位。例如:3 0k g f的总试验力换算为2 9 4.2N。1G B/T2 3 0.12 0 1 8说明:X 时间;Y 压头位置;1 在初试验力F0下的压入深度;2 由主试验力F1引起的压入深度;3 卸除主试验力F1后的弹性回复深度;4 残余压痕深度h;5 试样表面;6 测量基准面;7 压头位置;8 压头深度相对时间的曲线。图1 洛氏硬度试验原理图表1 洛氏硬度标尺洛氏硬度标尺硬度符号单位压头类型初试验力F0总试验力F标尺常数S全量程常数N适用范围ABCDEFGHKHR AHR BWHR CHR DHR EWHR FWHR GWHRHWHR KW金刚石圆锥直径1.5 8 75mm球金刚石圆锥金刚石圆锥直径3.1 7 5mm球直径1.5 8 75mm球直径1.5 8 75mm球直径3.1 7 5mm球直径3.1 7 5mm球9 8.0 7N9 8.0 7N9 8.0 7N9 8.0 7N9 8.0 7N9 8.0 7N9 8.0 7N9 8.0 7N9 8.0 7N P5 8 8.4N9 8 0.7N1.4 7 1k N9 8 0.7N9 8 0.7N5 8 8.4N1.4 7 1k N5 8 8.4N1.4 7 1k N0.0 0 2mm0.0 0 2mm0.0 0 2mm0.0 0 2mm0.0 0 2mm0.0 0 2mm0.0 0 2mm0.0 0 2mm0.0 0 2mm1 0 01 3 01 0 01 0 01 3 01 3 01 3 01 3 01 3 02 0HR A9 5HR A1 0HR BW1 0 0HR BW2 0HR Ca7 0HR C4 0HR D7 7HR D7 0HR EW1 0 0HR EW6 0HR FW1 0 0HR FW3 0HR GW9 4HR GW8 0HRHW1 0 0HRHW4 0HR KW1 0 0HR KW a当金刚石圆锥表面和顶端球面是经过抛光的,且抛光至沿金刚石圆锥轴向距离尖端至少0.4mm,试验适用范围可延伸至1 0HR C。2G B/T2 3 0.12 0 1 8表2 表面洛氏硬度标尺表面洛氏硬度标尺硬度符号单位压头类型初试验力F0总试验力F标尺常数S全量程常数N适用范围(表面洛氏硬度标尺)1 5N3 0N4 5N1 5T3 0T4 5THR 1 5NHR 3 0NHR 4 5NHR 1 5TWHR 3 0TWHR 4 5TW金刚石圆锥金刚石圆锥金刚石圆锥直径1.5 8 75mm球直径1.5 8 75mm球直径1.5 8 75mm球2 9.4 2N2 9.4 2N2 9.4 2N2 9.4 2N2 9.4 2N2 9.4 2N1 4 7.1N2 9 4.2N4 4 1.3N1 4 7.1N2 9 4.2N4 4 1.3N0.0 0 1mm0.0 0 1mm0.0 0 1mm0.0 0 1mm0.0 0 1mm0.0 0 1mm1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 07 0HR 1 5N9 4HR 1 5N4 2HR 3 0N8 6HR 3 0N2 0HR 4 5N7 7HR 4 5N6 7HR 1 5TW9 3HR 1 5TW2 9HR 3 0TW8 2HR 3 0TW1 0HR 4 5TW7 2HR 4 5TW表3 符号及缩写术语符号/缩写术语说 明单 位F0初试验力NF1主试验力(总试验力减去初试验力)NF总试验力NS给定标尺的标尺常数mmN给定标尺的全量程常数h卸除主试验力,在初试验力下压痕残留的深度(残余压痕深度)mmHR AHR CHR D洛氏硬度=1 0 0-h0.0 0 2HR BWHR EWHR FWHR GWHRHWHR KW洛氏硬度=1 3 0-h0.0 0 2HR NHR TW表面洛氏硬度=1 0 0-h0.0 0 14.2 洛氏硬度的表示方法如下示例。示例:3G B/T2 3 0.12 0 1 87 0洛氏硬度值HR洛氏硬度符号3 0 T洛氏标尺符号(见表1或表2)W使用球形压头的类型 W=碳化钨合金注1:G B/T2 3 0的以前版本允许使用钢球压头,并加后缀S表示。注2:HR 3 0 T S m和HR 1 5 T S m在附录A进行了定义,使用大写S和小写m来表明使用钢球压头和金刚石试样支撑台。5 试验设备5.1 硬度计硬度计应能按表1和表2的部分或全部标尺及第7章的要求施加试验力,并符合G B/T2 3 0.22 0 1 2或J J G1 1 2的规定。5.2 金刚石圆锥体压头金刚石圆锥压头应满足G B/T2 3 0.22 0 1 2或J J G1 1 2的要求,压头锥角应为1 2 0,顶部曲率半径应为0.2mm,可以证实用于以下试验:仅作为洛氏硬度标尺使用;仅作为表面洛氏硬度标尺使用;同时作为洛氏硬度标尺和表面洛氏硬度使用。5.3 球形压头碳化钨合金球形压头的直径为1.5 8 75mm或3.1 7 5mm,并符合G B/T2 3 0.22 0 1 2的要求。注1:球形压头通常由一个压头球和压头体组成。如果接触试样的端部为球形的单体压头满足G B/T2 3 0.22 0 1 2中6.3.1尺寸、形状、抛光、硬度的要求以及满足G B/T2 3 0.22 0 1 2中6.3.2的性能要求,这种端部为球形的单体压头也可以使用。注2:碳化钨合金球形压头为标准型洛氏硬度压头,钢球压头仅在HR 3 0 T S m和HR 1 5 T S m时使用,见附录A。6 试样6.1 除非材料标准或合同另有规定,试样表面应平坦光滑,并且不应有氧化皮及外来污物,尤其不应有油脂。在做可能会与压头粘结的活性金属的硬度试验时,例如钛;可以使用某种合适的油性介质,例如煤油。使用的介质应在试验报告中注明。6.2 试样的制备应使受热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小。尤其对于压痕深度浅的试样应特别注意。6.3 附录B给出了洛氏硬度与试样最小厚度关系图。对于用金刚石圆锥压头进行的试验,试样或试验层厚度应不小于残余压痕深度的1 0倍;对于用球压头进行的试验,试样或试验层的厚度应不小于残余压痕深度的1 5倍。除非可以证明使用较薄的试样对试验结果没有影响。通常情况下,试验后试样的背面不应有变形出现。对于特别薄的薄板金属,应符合HR 3 0 T S m和HR 1 5 T S m标尺的特别要求,见附4G B/T2 3 0.12 0 1 8录A。6.4 在凸圆柱面和凸球面上进行试验时,应采用洛氏硬度修正值,见7.1 1。7 试验程序7.1 试验一般在1 03 5的室温下进行。当环境温度不满足该规定要求时,试验室需要评估该环境下对于试验数据产生的影响。当试验温度不在1 03 5范围内时,应记录并在报告中注明。注:如果在试验或者校准时温度有明显的变化,测量的不确定度可能会增加,并且可能会出现测量超差的情况。7.2 使用者应在当天使用硬度计之前,对所用标尺根据附录C进行日常检查。金刚石压头应按照附录D的要求进行检查。7.3 在变换或更换压头、压头球或载物台之后,应至少进行两次测试并将结果舍弃,然后按照附录C进行日常检查以确保硬度计的压头和载物台安装正确。7.4 压头应是上一次间接校准时使用的,如果不是上一次间接校准时使用的,压头应按照附录C中对常用的硬度标尺至少使用两个标准硬度块进行核查(硬度块按照G B/T2 3 0.22 0 1 2表1中选取高值和低值各1个)。该条款不适用于只更换球的情况。7.5 试样应放置在刚性支承物上,并使压头轴线和加载方向与试样表面垂直,同时应避免试样产生位移。应对圆柱形试样作适当支承,例如放置在洛氏硬度值不低于6 0HR C的带有定心V型槽或双圆柱的试样台上。由于任何垂直方向的不同心都可能造成错误的试验结果,所以应特别注意使压头、试样、定心V型槽与硬度计支座中心对中。7.6 使压头与试样表面接触,无冲击、振动、摆动和过载地施加初试验力F0,初试验力的加载时间不超过2s,保持时间应为3+1-2s。注:初试验力的保持时间范围是不对称的。例如:3+1-2s表示3s是理想的保持时间,可接受的保持时间范围是1s 4s。7.7 初始压痕深度测量。手动(刻度盘)硬度计需要给指示刻度盘设置设定点或设置零位。自动(数显)硬度计的初始压痕深度测量是自动进行,不需要使用者进行输入,同时初始压痕深度的测量也可能不显示。7.8 无冲击、振动、摆动和过载地施加主试验力F1,使试验力从初试验力F0增加至总试验力F。洛氏硬度主试验力的加载时间为1s 8s。所有HR N和HR TW表面洛氏硬度的主试验力加载时间不超过4s。建议采用与间接校准时相同的加载时间。注:资料表明,某些材料可能对应变速率较敏感,应变速率的改变可能引起屈服应力值轻微变化,影响到压痕形成,从而可能改变测试的硬度值。7.9 总试验力F的保持时间为5+1-3s,卸除主试验力F1,初试验力F0保持4+1-3s后,进行最终读数。对于在总试验力施加期间有压痕蠕变的试验材料,由于压头可能会持续压入,所以应特别注意。若材料要求的总试验力保持时间超过标准所允许的6s时,实际的总试验力保持时间应在试验结果中注明(例如6 5HR F/1 0s)。7.1 0 保持初试验力测量最终压痕深度。洛氏硬度值由式(1)使用残余压痕深度h计算,相应的信息由表1、表2和表3给出。对于大多数洛氏硬度计,压痕深度测量是采用自动计算从而显示洛氏硬度值的方式进行。图1中说明了洛氏硬度值的求出过程。7.1 1 对于在凸圆柱面和凸球面上进行的试验,需要按附录E(表E.1、表E.2、表E.3和表E.4)和附录F(表F.1)进行修正,修正值应在报告中注明。未规定在凹面上试验的修正值,在凹面上试验时,应协商解决。7.1 2 在试验过程中,硬度计应避免受到冲击或振动。7.1 3 两相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的3倍,任一压痕中心距试样边缘的距离至少应5G B/T2 3 0.12 0 1 8为压痕直径的2.5倍。8 结果的不确定度一次完整的不确定度评定宜依照测量不确定度表示指南J J F1 0 5 9.1进行。对于硬度,与来源类型无关,有以下两种测量不确定度的评定方法可供选择:基于 在 直 接 校 准 中 对 所 有 出 现 的 相 关 不 确 定 度 分 量 的 评 定,参 考E UR AME T G u i d eC G-1 63;基于用标准硬度块(有证标准物质)进行间接校准2,3,4,测定指导参见附录G。9 试验报告除非另有规定,试验报告应至少包括以下内容:a)G B/T2 3 0的本部分编号;b)与试样有关的详细资料,包括试样表面的曲率;c)如果试验温度不在1 03 5之间,应注明试验温度;d)以4.2的格式表示的试验结果;e)不在本部分规定之内的操作或可选操作;f)可能影响试验结果的各种细节;g)如果总试验力的保持时间超过6s,应注明总试验力的保持时间;h)试验日期;i)如果转换成其他硬度,转换的依据和方法应注明(参见G B/T3 3 3 6 21 1)。1 0 换算成其他硬度或抗拉强度值尚无普遍适用的方法将洛氏硬度值精确地换成其他硬度或抗拉强度,因此应避免这种换算,除非通过对比试验得到可比较的换算方法(参见G B/T3 3 3 6 21 1)。6G B/T2 3 0.12 0 1 8附 录 A(规范性附录)薄产品H R 3 0 T S m和H R 1 5 T S m试验A.1 一般要求本试验适用于最大厚度为0.6 mm至产品标准所示最小厚度、最高硬度值为8 2 HR 3 0 T S m或9 3 HR 1 5 T S m的薄金属片。产品标准应规定何种情况下采用HR 3 0 T S m或HR 1 5 T S m进行硬度试验。本附录的条件与本部分中规定的HR 3 0 TW或HR 1 5 TW试验条件相似,但允许在压痕背面出现变形痕迹。注1:标尺中S m表示在试验中使用钢球压头和金刚石试样支座。注2:试验之前,需要在已知硬度值的薄样品上进行硬度测试,以确保试样支座表面不会影响测量结果。除按本部分试验外,还应满足以下各项要求。A.2 球形压头试验使用的硬化钢球直径为1.5 8 75mm,并符合G B/T2 3 0.22 0 1 2的要求。A.3 试样支座试样支座应包含直径约为4.5mm经抛光和光滑平整的金刚石平板。支座面应与压头轴线垂直,支座轴线应与主轴同轴,并能稳固精确地安装于硬度计试样台上。A.4 试样制备如有必要减薄试样,要对试样上下两面进行加工,加工中应避免如发热或冷作硬化等对基体金属性能的影响。基体金属不应薄于最小允许厚度。A.5 压痕距离如无其他规定,两相邻压痕中心间距离或任一压痕中心距试样边缘距离不小于5mm。7G B/T2 3 0.12 0 1 8附 录 B(规范性附录)洛氏硬度与试样最小厚度关系 图B.1、图B.2和图B.3给出了试样或试验层的最小厚度。说明:X 洛氏硬度;Y 试样最小厚度,单位为毫米(mm)。图B.1 用金刚石圆锥压头试验(A、C、和D标尺)8G B/T2 3 0.12 0 1 8说明:X 洛氏硬度;Y 试样最小厚度,单位为毫米(mm)。图B.2 用球形压头试验(B、E、F、G、H和K标尺)9G B/T2 3 0.12 0 1 8说明:X 洛氏硬度;Y 试样最小厚度,单位为毫米(mm)。图B.3 表面洛氏硬度试验(N和T标尺)01G B/T2 3 0.12 0 1 8附 录 C(规范性附录)日常检查程序C.1 总则使用者应在当天使用硬度计之前,对硬度计需使用的每个标尺进行检查。至少选取一块符合G B/T2 3 0.32 0 1 2表E.1范围中的标准硬度块,推荐选取与测试硬度值接近的标准硬度块。只能在标准硬度块的校准面进行试验,至少在标准硬度块上测试两个点,并用以下的公式计算测试结果的偏差和重复性。如果偏差和重复性在表C.1允许的范围内,则硬度计符合要求;否则,检查压头、试样支座和试验机的状态并重复上述试验。如果硬度计仍不符合要求,则需按照G B/T2 3 0.22 0 1 2中第5章进行间接校准。所测数据建议保存一段时间,以便监测硬度计的重复性和稳定性。C.2 偏差试验设备的偏差b,用洛氏单位表示,在特定的检查情况下,按照式(C.1)进行表示:b=H-HC RM(C.1)式中:b 试验设备的偏差;H 按照式(C.2)计算的平均硬度值;HC RM 标准硬度块的标准值。压痕的平均硬度值H按照式(C.2)进行定义:H=H1+Hnn(C.2)式中:H1,Hn 表示按硬度值从小到大的顺序排列的测量硬度值;n 全部压痕的个数。C.3 重复性范围为了确定标准硬度块的重复性范围,用H1Hn表示从小到大的顺序排列的测量硬度值。试验设备的重复性r,用洛氏单位表示,在特定的检查情况下,按照式(C.3)确定:r=Hn-H1(C.3)11G B/T2 3 0.12 0 1 8表C.1 硬度计允许的重复性范围和偏差洛氏硬度标尺标准硬度块的硬度值范围允许偏差b洛氏单位允许的硬度计重复性范围raA2 0HR A7 5HR A7 5HR A9 5HR A2HR A1.5HR A0.0 2(1 0 0-H)或0.8洛氏单位bB1 0HR BW4 5HR BW4 5HR BW8 0HR BW8 0HR BW1 0 0HR BW4HR BW3HR BW2HR BW0.0 4(1 3 0-H)或1.2洛氏单位bC1 0HR C7 0HR C1.5HR C0.0 2(1 0 0-H)或0.8洛氏单位bD4 0HR D7 0HR D7 0HR D7 7HR D2HR D1.5HR D0.0 2(1 0 0-H)或0.8洛氏单位bE7 0HR EW9 0HR EW9 0HR EW1 0 0HR EW2.5HR EW2HR EW0.0 4(1 3 0-H)或1.2洛氏单位bF6 0HR FW9 0HR FW9 0HR FW1 0 0HR FW3HR FW2HR FW0.0 4(1 3 0-H)或1.2洛氏单位bG3 0HR GW5 0HR GW5 0HR GW7 5HR GW7 5HR GW9 4HR GW6HR GW4.5HR GW3HR GW0.0 4(1 3 0-H)或1.2洛氏单位bH8 0HRHW1 0 0HRHW2HRHW0.0 4(1 3 0-H)或1.2洛氏单位bK4 0HR KW6 0HR KW6 0HR KW8 0HR KW8 0HR KW1 0 0HR KW4HR KW3HR KW2HR KW0.0 4(1 3 0-H)或1.2洛氏单位b1 5N、3 0N、4 5N所有范围2HR N0.0 4(1 0 0-H)或1.2洛氏单位b1 5T、3 0T、4 5T所有范围3HR TW0.0 6(1 0 0-H)或2.4洛氏单位b aH是平均硬度值。b使用两个数值中较大的一个。示例1:一个低硬度值的HR C标准硬度块有以下的日常检查结果:2 4.0HR C和2 5.2HR C按照式(C.2)得出:H=2 4.6HR C,按照式(C.3)得出:r=1.2HR C硬度单位。查表C.1,对于该HR C标尺,HR C为2 4.6时允许的重复性范围为0.0 2(1 0 0-2 4.6)=1.5 1HR C硬度单位。因为1.5 1HR C硬度单位比0.8HR C硬度单位大,所以,对于这个标准硬度块,硬度计的允许重复性范围是1.5 1HR C硬度单位。因为r=1.2HR C硬度单位,所以硬度计的重复性是可接受的。21G B/T2 3 0.12 0 1 8示例2:一个高硬度HR C标块有以下的日常检查结果:6 3.1HR C和6 3.9HR C按照式(C.2)得出:H=6 3.5HR C,按照式(C.3)得出:r=0.8HR C硬度单位。查表C.1,对于该HR C标尺,HR C为6 3.5时允许的重复性范围为0.0 2(1 0 0-6 3.5)=0.7 3HR C硬度单位。因为0.7 3HR C硬度单位小于0.8HR C硬度单位,所以,对于这个标准硬度块,硬度计的允许重复性范围是0.8HR C硬度单位。因为r=0.8HR C硬度单位,所以硬度计的重复性是可接受的。31G B/T2 3 0.12 0 1 8附 录 D(规范性附录)金刚石压头的检查 经验表明,许多初始状态良好的压头在使用一段时间以后出现缺陷,这是由于表面的小裂纹、斑痕或缺陷所致。如果能及时检查出这些缺陷并再次研磨,许多压头仍能继续使用,否则任何小缺陷都会很快恶化,导致压头报废。因此对压头表面在首次使用和使用一定时间后需使用合适的光学装置(显微镜、放大镜等)进行检查:若发现压头表面有缺陷,则认为压头已经失效;应按G B/T2 3 0.22 0 1 2中的规定对重新研磨或修复的压头进行校准。41G B/T2 3 0.12 0 1 8附 录 E(规范性附录)在凸圆柱面上试验的洛氏硬度修正值 表E.1、表E.2、表E.3和表E.4给出了在凸圆柱面上试验的洛氏硬度修正值,对表中其他半径的修正值,可用线性内插值求得。表E.1 用金刚石圆锥压头试验(A、C和D标尺)洛氏硬度读数曲率半径/mm356.589.51 11 2.51 61 92 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 08 59 03.02.52.01.51.51.01.00.50.50.53.02.52.02.01.51.01.01.00.50.50.503.02.52.02.01.51.51.01.01.00.50.50.50.502.52.52.01.51.51.01.01.00.50.50.50.50.5002.02.01.51.51.01.01.00.50.50.50.50.50.5001.51.51.51.01.01.00.50.50.50.50.50.50001.51.01.01.01.00.50.50.50.50.50.500001.01.01.00.50.50.50.50.500000001.01.00.50.50.50.50.500000000 注:大于3HR A、3HR C和3HR D的修正值不被认可,不在表中规定。表E.2 用1.5 8 75mm球形压头试验(B、F和G标尺)洛氏硬度读数曲率半径/mm356.589.51 11 2.52 03 04 05 06 07 08 09 01 0 05.04.03.55.04.03.53.02.55.04.54.03.53.02.52.01.54.54.54.03.53.02.52.01.51.54.03.53.03.02.52.01.51.51.03.53.02.52.52.02.01.51.51.03.02.52.52.02.01.51.51.00.5 注:大于5HR B、5HR F和5HR G的修正值不被认可,不在表中规定。51G B/T2 3 0.12 0 1 8表E.3 表面洛氏硬度试验(1 5N、3 0N和4 5N标尺)a,b表面洛氏硬度读数曲率半径/mm1.63.256.59.51 2.52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 08 59 0(6.0)c(5.5)c(5.5)c(5.0)c(4.5)c(4.0)c(3.5)c(3.5)c3.02.52.01.51.00.503.03.03.02.52.52.02.02.01.51.51.01.00.50.502.02.02.02.01.51.51.51.51.01.01.00.50.50.501.51.51.51.51.51.01.01.01.00.50.50.50.50.501.51.51.01.01.01.01.00.50.50.50.50.50001.51.01.01.01.01.01.00.50.50.50.50000 a修正值仅为近似值,代表从表中给出曲面上实测平均值。精确至0.5个表面洛氏硬度单位。b圆柱面的试验结果受主轴及V型试样支座与压头同轴度、试样表面粗糙度及圆柱面平直度综合影响。c括号中的修正值,经协商后方可使用。表E.4 表面洛氏硬度试验(1 5T、3 0T和4 5T标尺)a,b表面洛氏硬度读数曲率半径/mm1.63.256.589.51 2.52 03 04 05 06 07 08 09 0(1 3)c(1 1.5)c(1 0.0)c(8.5)c(6.5)c(5.0)c3.01.5(9.0)c(7.5)c(6.5)c(5.5)c(4.5)c(3.5)c2.01.0(6.0)c(5.0)c(4.5)c(4.0)c3.02.51.51.0(4.5)c(4.0)c(3.5)c3.02.52.01.50.5(3.5)c(3.5)c3.02.52.01.51.00.53.02.52.52.01.51.01.00.52.02.02.01.51.51.00.50.5 a修正值仅为近似值,代表从表中给出曲面上实测平均值。精确至0.5个表面洛氏硬度单位。b圆柱面的试验结果受主轴及V型试台与压头同轴度、试样表面粗糙度及圆柱面平直度综合影响。c括号中的修正值,经协商后方可使用。61G B/T2 3 0.12 0 1 8附 录 F(规范性附录)在凸球面上试验C标尺洛氏硬度修正值F.1 表F.1中给出了在凸球面上试验的洛氏硬度修正值。表F.1 凸球面上C标尺洛氏硬度修正值洛氏硬度读数球面直径d/mm46.589.51 11 2.51 52 02 55 5HR C6 0HR C6 5HR C6.45.85.23.93.63.23.22.92.62.72.42.22.32.11.92.01.81.71.71.51.41.31.21.01.00.90.8F.2 在表F.1中给出的洛氏硬度C标尺的修正值H由式(F.1)算出:H=5 91-H1 6 02d(F.1)式中:H 洛氏硬度C标尺的修正值;H 洛氏硬度值;d 球的直径,单位为毫米(mm)。71G B/T2 3 0.12 0 1 8附 录 G(资料性附录)硬度测量值的不确定度评定G.1 通常要求G.1.1 测量不确定度分析是对决定误差来源和理解测试结果差异的一种有利工具。本附录给出了不确定度评估的指南,但是方法仅供参考,除非由客户特殊指定。大多数产品标准都有基于研究多年产品要求得到的允差,或者部分基于硬度测量时硬度计的性能。这些允差包含了硬度测量不确定度的贡献,但是因为硬度测量估计的不确定度来减小规定的允差是不合适的。换言之,当一个产品标准规定一项的硬度应高于或低于某一特定值,这应当解释为简单地规定了计算硬度值应满足这个要求,除非在产品标准中有特殊声明。然而,对于一些特殊情况,减小由测量不确定度带来的允差也许是合适的,这只能通过双方协商解决。G.1.2 本附录定义的不确定度只考虑硬度计与标准硬度块(C RM)相关测量的不确定度。这些不确定度反映了所有分量不确定度的组合影响。由于本方法要求硬度计的各个独立部件均在其允许偏差范围内正常工作,故强烈建议在硬度计通过直接检定一年内采用本方法计算。G.1.3 图G.1给出了用于定义和区分各硬度标尺的四级的计量朔源链的结构图。朔源链起始于用于定义国际比对的各硬度标尺的国际基准。一定数量的国家基准基础标准硬度计“定值”校准实验室用基础参考硬度块。当然,基础标准硬度计应当在尽可能高的准确度下进行直接标定和校准。注:图G.1的左侧表示通过校准层级(即国家,校准和用户)中每个级别的单个校准链进行的溯源性路径,包括标准块的校准和洛氏硬度试验机的间接检定。基础标准硬度计(国家级)用于校准基础标准硬度块,基础标准硬度块用于校准校准用硬度计(校准级),校准用硬度计用于校准标准硬度块,标准硬度块用于校准硬度计(用户级)。图G.1 校准链81G B/T2 3 0.12 0 1 8G.2 通常程序本程序计算与被测硬度值相关的扩展不确定度U。表G.1和表G.2给出了两种不同的计算方法,同时给出了所用符号的细节。两种方法通过平方根求和的方法(R S S)合成一系列不相关的标准不确定度源,然后乘上扩展因子k(k=2)。方法之一是系统源的不确定度分量被算数加到这个数值上,另一方法是对测量结果进行修正,用于补偿这一系统分量。注:该不确定度的评估是在硬度计上次校准之后进行,硬度计不能有任何可能的漂移,并且假定任何变化在幅值上都是不明显的。正因为如此,这种分析大多数都是在硬度计校准之后立即进行,校准结果在硬度计的校准证书中给出。G.3 硬度计的偏差硬度计的偏差b起源于下面两部分之间的差异:校准硬度计的5个硬度压痕的平均值。标准硬度块的校准值。可以用不同的方法测定不确定度。G.4 计算不确定度的步骤:硬度测量值G.4.1 概述测定扩展不确定度U(见表G.1)。用于计算不确定度的额外信息见文献4。下面给出了硬度测量不确定度的测定的两种方法:方法M 1:用两种方法解释了硬度计的系统偏差;方法M 2:没有考虑系统偏差大小的不确定度测定方法。注:本附录中,C RM是C e r t i f i e dR e f e r e n c eM a t e r i a l的缩写。在硬度试验标准中,有证参考物质与标准硬度块相当,也就是一种材料具有有证值和相关的不确定度。G.4.2 考虑偏差的步骤(方法M 1)方法M 1的测量不确定度的测定方法见表G.1。硬度计的测量偏差b被认为是系统影响。J J F1 0 5 9.1推荐对系统影响进行补偿,这是方法M 1的基础。该方法的结果或者将全部硬度值减去偏差b或者将不确定度Uc o r r增加偏差b。测定Uc o r r的步骤见表G.14 5。对于单次硬度测量的合成扩展不确定度依据式(G.1)进行计算:U=ku2H+u2m s+u2HTM(G.1)式中:uH 由于硬度计测量重复性的欠缺带来的测量不确定度分量;um s 硬度计在测量标准硬度块时分辨率带来的测量不确定度分量;uHTM 硬度计测量产生的,由于偏差b(该值在G B/T2 3 0.22 0 1 2中按照式(G.2)定义为间接校准的结果)的标准不确定度带来的测量不确定度分量。uHTM=u2C RM+u2HC RM+u2m s(G.2)式中:uC RM 由于标准硬度值的有证值的校准不确定度带来的测量不确定度的分量,校准证书91G B/T2 3 0.12 0 1 8中k=1;uH C RM 由于硬度计测量重复性的欠缺和标准硬度块不均匀性合成的测量不确定度的分量,当测量标准硬度块时硬度测量平均值的标准偏差;um s 硬度计在测量标准硬度块时分辨率带来的测量不确定度分量。测量结果分别用式(G.3)和式(G.4)来表示:Xc o r r=(x-b)Uc o r r(G.3)或Xu c o r r=x(Uc o r r+|b|)(G.4)取决于偏差b是否被认为是不确定度平均