GB T 231.2-2012 金属材料.布氏硬度试验.第2部分：硬度计的检验与校准.pdf

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1、ICS 19. 060; 77. 040. 10 N 71 喧嚣中华人民共和国国家标准GB/T 231.2-2012 代替GB/T231. 2-2002 金属材料布氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准Metallic materials户，Brinellhardness test一Part 2: Verification and calibration of testing machines (ISO 6506-2: 2005, MOD) 2012-12回31发布2013-06-01实施l：孔中华人民共和国国家质量监督检验检菠总局峪哈卢合中国国家标准化管理委员会a叩GB/T 231.2-20

2、12 前言GB/T 231金属材料布氏硬度试验分为如下四个部分第1部分z试验方法z一一第2部分z硬度计的检验与校准；一一第3部分z标准硬度块的标定z第4部分z硬度值表。本部分为GB/T231的第2部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分代替GB/T231. 2-2002金属布氏硬度试验第2部分z硬度计的检验与校准，与GB/T 231. 2-2002相比，主要技术变化如下z一一一修改了名称z一一修改了引言（见引言，2002年版的引言）; 在第2章规范性引用文件清单中用GB/T4340. 1 2009代替了GB/T7997 1987 （见第2章，2002年版的第2章h增加了

3、硬度计示值相对重复性和示值相对误差的计算公式（见5.6和5.8); 一一修改了附录A并增加了有关“硬度计校准结果的测量不确定度”的内容（见附录A,2002年版的附录A）。本部分使用重新起草法修改采用国际标准ISO6506-2: 2005金属材料布民硬度试验第2部分z硬度计的检验与校准（第二版，在文本结构和技术内容方面与ISO6506-2: 2005一致。本部分与ISO6506-2: 2005的技术性差异及其原因如下z删除了ISO6506-2: 2005的前言，重新编写了前言P一一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，调整的内容集中反映在第2章“规范性引用文件

4、”中，具体调整如下z 用修改采用国际标准的GB/T231.1代替ISO6506-1（见第1章、4.2. 4、4.5、5.4和附录A); 用修改采用国际标准的GB/T231. 3代替ISO6506-3（见5.1); 用修改采用国际标准的GB/T4340. l代替ISO6507-1(见4.3. 4. 2); 用等同采用国际标准的GB/T13634代替ISO376（见4.2. 3); 将4.5中“时控误差最大允许值的指标”由“士1.0 s”修改为“士0.5 s飞以改正ISO6506-2: 2005原文中4.5与A.1.4中该项技术指标不协调的错误（见4.5和附录A的A.1. 4); 由于5.3的注中

5、含有要求，故将该注变成了正文（见5.3);改正了附录A的表A.1和A.5中一些错误的计算结果和数据，并在做过改正的地方用下划线注明；一一规范了附录A中向公式里代人数值的一些计算式的表达方法z一一将附录A的公式（A.10）、公式（A.13）和表A.9中的符号“b用符号“E”替换E一一删除了参考文献。本部分与ISO6506-2: 2005相比存在技术性差异，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。本部分还做了下列编辑性修改z将“ISO6506的本部分”一词改为“本部分气I GB/T 231.2-2012 一用中文的小数点符号“”代替英文的小数点符号“，”。请注意本文件的

6、某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国试验机标准化技术委员会（SAC/TC122）归口。本部分起草单位z昆山市创新科技检测仪器有限公司、长春机械科学研究院有限公司、莱州华银试验仪器有限公司、上海泰明光学仪器有限公司、上海尚材试验机有限公司、深圳市华测检测技术股份有限公司。II 本部分主要起草人z陶择成、王学智、杨凤鸣、马国义、马财操、杨琼、郭冰。本部分所代替标准的历次版本发布情况z一一GB6269-1986、GB/T6269-1997; 一GB/T231. 2-2002. 51 在GB/T231的本部分中规定只使用硬质合金球

7、压头。布氏硬度符号是HBW，不要与以前使用钢球压头时的符号HB或HBS混淆。GB/T 231.2-2012 阳皿GB/T 231.2-2012 1 范围金属材料布氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准GB/T叫本部分规定了按町231.1测定布氏硬度用的布氏硬度计（时称硬度计）的检验和校准方法。本部分适用于检查硬度计工作基本功能的直接检验法和对硬度计综合检查的间接检验法。间接检验法可独立地用于使用中硬度计的定期常规检查。如果硬度计还用于其他方法的硬度试验，则应分别按每一种方法单独对硬度计进行检验。本部分也适用于便携式硬度计。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

8、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。GB/T 231. l金属材料布氏硬度试验第1部分z试验方法（GB/T 231. 1 2009, ISO 6506-1: 2005,MOD) GB/T 231. 3金属材料布氏硬度试验第3部分z标准硬度块的标定（GB/T231. 3-2012, ISO 6506-3: 2005, MOD) GB/T 4340. l金属材料维氏硬度试验第1部分试验方法（GB/T4340. 1-2009,ISO 6507-1:2005,MOD) GB/T 13634单轴试验机检验用标准测力仪的校准（GB/T 13

9、634 2008, ISO 376: 2004, Metallic materials-Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial testing ma chines, IDT) 3 一般要求在检验硬度计以前，应对其进行检查以确保硬度计按制造者的说明书正确地安装，并要特别检查za) 安装球压头的主轴在其导向装置中能正常滑动Fb) 在主轴孔中牢固安装带有球（取自按4.3检验合格的同一批中的压头zc) 施加和卸除试验力时，无冲击、振动或过冲且不影响读数zd) 对于测量装置与主机为一体的

10、硬度计z一一从卸除试验力到测量压痕的转换过程不影响读数；一一照明不影响读数z需要时，压痕中心要位于视场中心。1 GB/T 231.2-2012 4 直接检验4. 1 通则4. 1. 1 直接检验宜在（23士5）范围内进行。如果在此温度范围以外进行检验，则应在检验报告中注明。4. 1. 2 用于检验和校准的器具应溯源到国家基准。4. 1. 3 直接检验包括za) 试验力的校准；b) 压头用球的检测Fc) 压痕测量装置的校准zd) 试验循环时间的检测。4.2 试验力的校准4. 2. 1 对硬度计工作范围内的每一个试验力均应进行检测。只要可行，应选择在试验过程中主轴整个移动范围内至少3个间隔相等的位

11、置对每个试验力进行检测。4.2.2应在主轴的每个位置上对每个试验力进行3次测量，每次测量即将读数之前，主轴的移动方向应与试验时的移动方向一致。4.2.3 应采用下述两种方法之测量试验力z一一使用满足GB/T13634要求的1级标准测力仪z一用校准过质量的硅码或具有相同准确度的其他方法施加一个准确到士0.2%的力，使该力与被测试验力相平衡。4.2.4 力的每一次测量的误差均应在GB/T231. l规定的试验力标称值的士1.0%以内。4.3 压头用球的检测4. 3. 1 压头由一个球和压头座组成。仅需对球进行检测。4. 3. 2 应从一批球中随机抽取一个样品，检测其尺寸和硬度。做过硬度检测的球应予

12、以剔除。4. 3. 3 所有的球均应抛光，且无表商缺陆。4. 3. 4 使用者应对球进行测量以保证其满足下述要求，或者从球的供应方获得能证明满足下述要求的球。4. 3. 4. 1 球的直径应为在球的不少于3个位置上测量的单个副量值的平均值。每一个单个测量值与其标称直径之差均应在表1给出的允差之内。表1不同球直径的允差单位为毫米球直径允差10 土0.0055 士0.0042.5 士0.0031 土0.0034.3.4.2 硬质合金球的特性应满足下列要求GB/T 231.2-2012 a) 硬度z按GB/T4340. l的方法，使用至少4.903 N的试验力测定的球的维氏硬度不应低于1 500 H

13、V。硬质合金球可以在球面上直接测定硬度，或将球剖开在球的截面上测定硬度；b) 密度Ep= (14. 8士0.2)g/cm3。推荐含有以下化学成分z一一碳化鸽（WC)剩余部分；一一其他碳化物总量2.0%; 钻（Co)5.0%7.0%。4.4 压搞测量装置的技准4. 4. 1 压痕测量装置标尺的分度应能估测到压痕直径的0.5%。以内。4.4.2 将测量装置每个工作范围至少分成5个测量段，使用标准线纹尺测量进行检测，每一测量段的最大允许误差为士0.5% 2飞4. 4. 3 测量投影区域时，其最大允许误差为被测区域的士1%2飞4.4.4 对筒式显微镜宜按本部分规定的方法和制造者给出的允差进行校准。4.

14、5 试验循环时间的检测试验循环时间应与GB/T231. 1规定的试验循环时间一致，其时控误差的最大允许值为士o.5 s. 5 间接栓瞌5. 1 宜在（23士5）温度范围内，使用按GB/T231. 3标定的标准硬度块进行间接检验。如果在此温度范围以外进行检验，则应在检验报告中注明。| 标准块的试验面和支承面与压头表面不应有任何外来的和腐蚀性污物。5.2 应测量每一标准块上的参考压痕。对于每一标准块，测得的压痕直径的平均值与检定合格的压痕直径的平均值之差不应超过0.5%。5. 3 应针对每一试验力和所使用的每种规格的球对硬度计进行检验。对每一试验力，应从下列硬度范围中至少选取2块标准块z一一200

15、HBW; 一一一（300400)HBW; 一一一注500HBW。如果可能，2块标准块应在不同的硬度范围中选取。当该硬度试验不可能在上述规定的较高硬度范围内进行时（对于o.102F/D2=5或10的情况，可以仅使用从较低硬度范围中选取的一块标准块进行检验。5.4 应在每一标准块上均匀分布地压出5个压痕，并对其进行测量。试验应按GB/T231.1进行。5.5将每一标准块上所测得的5个压痕直径的平均值d1、d2、4、4、4按从小到大递增的次序排列，并按公式(1）计算其算术平均值1J_d1 +d2 +d3 ds 一5. ( 1 ) 5.6 在规定的检验条件下，硬度计示值重复性r按公式（2）计算r=ds

16、 -di . ( 2 ) 1) ISO 6506-2 :2005原文在此处的百分比前加“士”号2) ISO 6506-2: 2005原文在此处的百分比前不加“士”号3 GB/T 231.2-2012 以d的百分比表示的相对重复性rrel按公式（3）计算zd. -d, r,.1 士？土100( 3 ) d 5. 7 硬度计的相对重复性r,.1应符合表2的规定。5.8 在规定的检验条件下，硬度计的示值误差E按公式（4）计算：E=H-H ( 4 ) 以百分比表示的硬度计示值相对误差E,.1按公式（5）计算：H-H E . 1丁100-125 225 2. 5 土2.5225 2. 0 土2.0 HB

17、W一一布氏硬度。5.9 硬度计校准结果测量不确定度的评定方法见附录A。6 撞验周期硬度计直接检验项目和检验周期见表3.间接检验的周期不应超过12个月并应在直接检验完成以后进行。表3硬度计直接检验- - 直接检验要求力测量装置试验循环时间压头安装后首次工作以前、J.J .J .J 经拆卸并重新装配后，如果影响到力、测量装置或试验循环时、间接检验不合格时b、间接检验超过14个月、J、J、J甲宁一 一建议当压头使用2年后要对其进行直接检验b可对这些检测项目按顺序进行直接检验，以便找出未通过间接检验的原因，如果能够证明压头失效的原因例如使用经过校准的压头进行试验，则不需要对其直接检验4 7 检验报告和

18、（或）校准证书检验报告和或）校准证书应包括以下内容za) 注明执行本部分，即GB/T231. 2; b) 检验方法直接和（或）间接检验；c) 硬度计标识的信息zd) 检验器具（标准块、标准测力仪等）; e) 压头用球的直径和试验力zf) 检验时的温度zg) 检验结果Eh) 检验日期和检验机构zi) 检验结果的不确定度。GB/T 231.2-2012 5 GB/T 231.2-2012 附录A（资料性附录）硬度计校准结果的测量不确定度GB/T 231. 1 2009的图C.1中示出了硬度标尺的定义和量值传递所需的计量链。A. 1 硬度计的直接校准A. 1. 1 试验力的校准试验力校准的相对合成标

19、准不确定度按公式（A.1)计算zUF =./uS +uTM 式中UFRS一一标准扭力仪的相对标准不确定度（在校准证书中给出）; UFHTM一一硬度计试验力的相对标准不确定度。( A.1) 标准测力仪的测量不确定度在相应的校准证书中给出。对于重要的应用宜考虑下列影响量，例如z一一一温度相关性；一一长期稳定度z一一内插法误差。根据传感器的结构设计，在校准过程中还宜考虑将传感器相对硬度计的压头轴线转位。评定不确定度的示例如下z标准测力仪的扩展测量不确定度（由校准证书给出）:UFRS=O. 12% (k=2); 标准测力仪的校准值：FRS=l839 N. 表A.1 试验力校准结果校准试验力第1列第2列

20、第3列平均值时主轴上F F2 Fa 测量位置F N N N N 的序号1 1 835. 0 1 836. 6 1 837. 9 1 836. 5 2 1 834. 3 1 835. 7 1 837. 5 1 835. 8 3 1 832. 2 1 839. 5 1 834. 1 1 835. 3 表A.1中的6F,e1和UFHTM分别按公式CA.2）和公式CA.3）计算z6 式中zF，F 6Fre1一一F u一- 1 - FHTM F .Jn SFi 在主轴第t个位置测量的试验力示值的标准偏差zn一一测量次数，n=3。在表A.2中，将使用到表A.1中UFHTM的最大值。相对误差6F.i % 0

21、.14 0. 17 0.20 相对标准测量不确定度UF町fM% 0.05 0.05 0. 12 (A.2) ( A. 3 ) GB/T 231.2-2012 表A.2试验力测量不确定度的计算不确定度分量估计值相对极限值相对标准测灵敏系数相对不确定度的贡献X雹x, 分布类别量不确定度a豆C; U,.1 (H) N u(x;) UFRS 1 839 正态6. 0 10- 1 6. 0 10- UFHTM 1 839 正态12. 0 10- 1 12. 0 10- 相对合成标准不确定度UF13. 3 10- 相对扩展测量不确应度UF(k到2. 7 10-3 表A.3中的flFmai按公式（A.4计算

22、zflFmax =I fl.Frei l+UF (A. 4) 表A.)包含标准测力仪测量不确定度的试验力最大相对误差的计算试验力的相对误差试验力的相对扩展不确定度包含标准测力仪测量不确定度的llFte1 UF 试验力最大相对误差llF. % % % 一0.20 0.27 0.47 此例的结果表明包含标准测力仪测量不确定度的试瞌力的相对误差是满足4.2规定的士1.0%要求的。A. 1. 2 光学回量装置的校准用标准线纹尺（参考标准）校准光学压痕测量装置的相对合成标准不确定度按公式CA.5）计算zUL刊：.一干豆 ( A. 5 ) 式中zULRS 标准线纹尺参考标准校准证书给出的相对标准不确定度（

23、k=-1);Um 一一压痕测量装置分辨力引人的相对标准不确定度；ULHTM一一硬度计的相对标准测量不确定度。校准光学压痕测量装置周前标准线纹尺的测量不确定度在相应的校准证书中给出。下列影响量不要对校准所用的标准线纹尺的测量不确定度产生实质的影响。如z一一温度相关性z一一长期稳定度z一一内插法误差。评定不确定度的示例如下z标准线纹尺的扩展测量不确定度：ULRS=0.0005 mm（是2);光学压痕测量装置的分辨力：8m0=0.l m。表A.4中的ULHTM和ti.L.e1分别按公式CA.的和公式（A.7）计算zu r - -LHTM L .;:;. ( A. 6 ) L-s 二LL一 ( A.

24、7 ) 7 GB/T 231.2-2012 式中zSu一对应标准线纹尺第i个示值，压痕测量装置长度示值的标准偏差zn一一测量次数，n=3.表A.4光学压摸测量装置的校准结果标准线纹第1列第2列第3列平均值相对误差相对标准测尺的示值量不确定度L, L, L3 Ll.L,.1 L LRS % ULHTM m口1mm 自1口1口immm % 1. 0 1. 002 1. 003 1. 001 1. 002 0.20 0.06 2. 0 2.001 2.003 2.001 2.002 0.08 0.03 3. 0 3.002 3.002 3.001 3.002 0.06 0.01 4.0 4.001

25、4.003 4.002 4.002 0.05 0.01 光学压痕测量装置的测量不确定度评定方法和计算结果见表A.5. 表A.5光学压藏测量装置测量不确定度的计算不确定度估计值极限值相对标准测灵敏系数相对不确定分量X; a, 分布类别量不确定度度的贡献x, 口1口1u(x,) E豆u,(H) ULRS 1. 0 正态2. 5 10- 1 2.5 10 Umo 1. 0 1. 0 10-mm 矩形2. 9 10- 1 2.9 10 ULHTM 1. 0 正态6.0 10- 1 6. 010寸相对合成标准不确定度UL/%0.06 相对扩展测量不确定度UL(k=2)/%0. 13 表A.6中ALmax

26、按公式（A.8）计算zALmax = I Lrel I+ UL ( A.8) 表A.6包含标准线纹尺测量不确定度的光学压穰测量装置最大相对误差的计算包含标准线纹尺测量不检测长度压痕测量装置的相对误差相对扩展测量不确定度确定度的压痕测量装LRS Ll.L.i UL 置的最大相对误差mm % % Ll.L,., % 1. 0 0.20 o. 13 0.33 此例的结果表明z包含校准用标准线纹尺测量不确定度的压痕测量装置的误差是满足4.4规定的士0.5%要求的。A. 1. 3 压头的检测压头是由头部装有球的压头体和压头辆组成，不能通过在现场分别测量进行检测和（或校准。压8 GB/T 231.2-20

27、12 头的几何偏差、物理特性和化学成分见4.3）应由认可的校准实验室出具的有效校准证书予以证明。A. 1. 4 试验循环时间的栓测4. 5中规定试验循环每个阶段的时间允许误差为士0.5 s。当使用常规的时间测量装置秒表）测量时，能够给出的测量不确定度为0.1 s。因此，不需考虑对此测量不确定度分量的评估。A.2 硬度计的间接检验注2在本附录中，根据硬度试验标准的定义，下标“CRM气有证标准物质的含义是“标准硬度块”。通过使用标准硬度块进行间接检验，能幢查硬度计的综合性能，同时根据标准硬度块的标准值测定出硬度计的重复性及误差。硬度计间接检验时的合成标准不确定度由公式（A.9）求得zUHTM仇f千

28、二：牛牛干十u. . .( A. 9) 式中zUcRM 标准硬度块校准证书给出的标准不确定度（k=l);UcRM-D一一标准硬度块自最近一次标定，其硬度值随时间漂移面引人的标准不确定度（当使用满足标准要革的标准硬度块检测时此项在计算时可忽略不计）；UH 一一用标准硬度块检测时由硬度计引入的标准不确定度；Ums 一一由硬度计的分辨力引人的标准不确定度。评定不确定度的示例如下：标准硬度块的标定值：He且M=(100. Q士1.O)HBW2. 5/187. 5; 标准硬度块的标准测量不确定度：UCRM=O. 5 HBW 2. 5/187. 5; 硬度计的分辨力：8m，口0.5m。根据表A.7中的数据

29、按公式CA.10）计算被检硬度计的示值误差：E=H HcRM ( A. 10 ) E工100.2100. 0二0.2 HBW 序号1 2 3 4 5 平均值H标准偏差Sn HBW一一布氏硬度标准不确定度按公式（A.11）计算g表A.7间接检验结果测得的压痕直径dmm 1. 462min l. 469 1. 472皿1. 471 1. 468 1. 468 4 t SH UH一一气tn计算的硬度值HHBW 101. 1 . 100.l 99.6时a99. 8 100. 3 100. 2 0.60 ( A. 11 ) 9 GB/T 231.2-2012 当取t=l.14,n=5 ,sH=O. 60

30、 HBW时zuH=O. 31 HBW A.3 测量不确定度的评定硬度计扩展不确定度的评定结果见表A.80 表A.8测量不确定度的评定不确定度分量估计值X;标准测量不确定度灵敏系数不确定度的分布类别贡献矶（H)x. HBW u(x;) C; HBW UcRM 100.0 0.50 HBW 正态1. 0 0.50 UH 。0. 31 HBW 正态1. 0 0. 31 矩形152.2 HBW/ Ums 。0. 000 14 mm 一o.02 mmb UcR阳1-D。O HBW 三角1. 0 。合成标准不确定度u町M0. 59 扩展测量不确定度UHTM(k=2)1. 17 HBW一一布氏硬度b灵敏系数

31、按公式（A.12）计算zIH=_H D+ .,/D2 d2 Cid d .,/D2 _dz ( A.12) 该系数值是在H=IOO.OHBW,D=2.5 mm,d=l.469 mm时得到的含有测量不确定度的硬度计的示值误差fl.HHTM按公式（A.13）计算ztl.HHTM = IE I+ UHTM ( A.13 ) 表A.9中包含测量不确定度的硬度计的最大示值误差z(tl.HHTM)max=O. 2+1. 2=1. 4 HBW 10 GB/T 231.2-2012 表A.9包含测量不确定度的硬度计的最大误差硬度计测定的硬度值扩展测量不确定度用标准硬度块校准时包含测量不确定度H UHTM 硬度

32、计的误差IEI的硬度计的最大误差HBW HBW (t!.HHTM）叩HBW 100. 2 HBW 2. 5/187. 5 1. 2 0. 2 1. 4 HBW 布氏硬度。上例的结果表明z包含测量不确定度的硬度计的允许极限误差是满足第5章规定的士3HBW要求的。11 NFONN户的NH阁。岳p、, 华人民共和国家标准金属材料布氏硬度试验第2部分z硬度计的检验与技准GB/T 231. 2-2012 国中祷中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里商街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址.en 总编室：（010)64275323发行中心，（010)51780235读者服务部，（010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1.25 字数24千字2013年5月第一次印刷开本88012301/16 2013年5月第一版 书号g155066 1-46684 21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话：（010)68510107定价GB/T 231. 2-2012 打印日期：2013年5月17日F002A