CSM 01010209-2006 金属里氏硬度试验 测量结果不确定度评定.pdf

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1、主立E马防伪金属学会推荐技术和方法CSM 01 01 02 09-2006 金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定发布日期：2006-04中国金属学会分析测试分会发布CSM 01 01 02 09-2006 目U高1995年ISO等7个国际组织共同颁布了测量不确定度表示指南（简称GUM）。我国在1999年等问采用GUM，颁布了JJF1059一1999测量不确定度评定与表示，对测量不确定度评定和表示的通用规则作了规定。GB/T 15481-2000, ISO 17025: 2005检测和校准实验室能力的通用要求以及CNAL/AC01: 2005检测和校准实验室能力认可准则等技术管理标准中对测量不确

2、定度的评定和表示均有明确的要求。中国实验室国家认可委员会还专门颁布了CNAL/AR 11: 2006测量不确定度政策和CNAL/AG 06 :2003测量不确定度政策实施指南两个文件，为贯彻JJF1059-1999测量不确定度评定与表示国家计量技术规涟明确了要求。金属力学性能是金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力“应变关系的性能。由于作用力特点的不同，如力的种类、施力方式、应力状态等的不同，以及所处环境的不同，使金属在受力后表现出各种不同的行为。在诸多影确因素中，有些因素对性能的影响比较容易最化，有些则不然。金属力学试验测量结果不确定度评定的专业性和针对性很强。它不仅要求有测量

3、不确定度的理论和必要的数学基础知识，还需要掌握试验方法和试验标准，了解设备的计量检定规范，以及标准物质等综合知识，这些更增加了金属力学试验测量结果不确定度评定的难度。中国金属学会分析削试分会根据CNAL/AR 11: 2006测量不确定度政策中“遵循国际规范的相关要求，与国际相关组织的要求保持一致”和“目标明确、重要先行、循序渐进”原则编写了中国金属学会推荐方法一一金属力学试验测量结果不确定度评定系列实例，内容包括：金属材料室温拉伸试验测量结果不确定度评定、金属拉伸杨氏模最（静态法）测量结果不确定度评定、制绞线弹性模最测量结果不确定度评定、金属薄板和薄带塑性应变比（r值）测量结果不确定度评定、

4、金属麦比冲击试验测量结果不确定度评定、金属洛氏硬度试验CHRC）测量结果不确定度评定、金属布氏硬度试验测量结果不确定度评定、金属维氏硬度试验测露：结果不确定度评定和金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定等9篇，这些实例内容详实，理论密切结合实际，通俗易懂，可操作性强，可为实验室中从事力学试验测量结果不确定度评定研究和具体工作的专业人员提供参考。本篇实例以D型冲击装置为例介绍了金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定的方法。本方法由中国金属学会分析测试分会提出。本方法技术归口单位为中国金属学会分析测试分会。本方法起草单位：钢铁研究总院国家钢铁材料测试中心。本方法主要起草人：邓星11备、梁新邦。I CS

5、M 01 01 02 09-2006 金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定1 被测对象评定516HLD和784HLD两个硬度值水平坦三个有效点平均值的测量结果不确定度。表1l阳明71999里蕾蛊扯检定规程2 引用文献JJF 1059 l JJG 2026一JJG 747一3 环境条件试验条件4 测量基准根据JJG7 5 剖量过程望氏块类型D型不大子9HLD试验按GB丁17394一1998进行，使用516日LD和784HLD硬度值水平的两块标准里氏硬度块，每个硬度块上打5点里氏硬度值。表4硬度副试结果HLD 硬度值水平HLDI 1 2 3 1. 5 平均516 513 516 517 521 5

6、22 518 784 795 792 788 780 785 788 1 CSM 01 01 02 09-2006 6 评定结果的使用可参考本不确定度的评定方法。7 数学模型U = k ,ju2(X）十u2(fj）十u2（十趴M丁式中：U一扩展不确定度；h一一包含国；u（王）一一一对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确定度分项；u（百）一一用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项；u（丘）一一硬度计允许误差引起的标准不确定度分项；u(CRM）一一标准里氏硬度块引起的标准不确定度分项。由于里氏硬度计分辨力为1HLD，引起不确定度分项u(ms）很小，忽略不计。8 输入量的标准不确定度评定8.

7、 1 对试样进行硬度剖量重复性引起的标准不确定度分项uCX）的评定由于硬度计示值是硬度计在试块上的不同区域测量得到的结果，其测量的特殊性是同一点不可能重复测量，所以硬度计的测量不重复性包含了硬度块均匀度对其示值的影响。按照GB/T17394-1998规定，用5个有效试验点的平均值作为一个里氏硬度试验数据，采用A类方法进行评定。用一块硬度块进行5个点数据测量，得到测量列（表4）。其单次实验标准差按极差法计算：R 当测量次数为5时，极差系数C=2.33 则5点平均值的标准不确定度分项计算结果见表Sos, = c ucX）工-3.i_ 三Lrn 15 表5标准差及u(x）的计算结果项旦516 HLD

8、 极差R/HLD9 实验标准差s,/HLD3. 86 u（王）HLD1. 73 叫784日LD15 6.44 2.88 8.2 月标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项u(H）的评定2 用标准硬度块进行检定时（表3）平均值的标准不确定度计算与上面基本相同：R 当拥量次数为5时，极差系数C=2.33 则5点平均值的标准不确定度分项S; = C u (H) = -3.i_ = -3.i_ J豆J三计算结果见表60 表6标准偏差及u(H）的计算结果项吕516日LD极室主R/HLD9 实验标准差s;/HLD3.86 u(H)/HLD 1. 73 8.3 输入量B类不确定度的评定8. 3. 1 标

9、准里氏硬度块引起的不确定度分项u(CRM）的评定标准里氏硬度块的检定有以下三个要点：CSM 01 01 02 09-2006 784 HLD 15 6. 44 2. 88 (1）根据JJG747-1999附录A，里氏硬度块应在维氏硬度计量工作基准上进行检定。维氏硬度工作基准总不确定度1.2% (k=3）。(2）检定5点硬度的算数平均值作为里氏块的维氏硬度值。再查表换算为里氏硬度值。(3）标准里氏硬度块检定时的均匀度不大于9日LDo因此，标准里氏硬度块不确定度的主要来源是三部分：维氏硬度工作基准机、由维氏硬度值查表换算为里氏硬度值、硬度块检定时的均匀度。8. 3. 1. 1 维氏硬度工作基准带来

10、的标准不确定度U1根据JJG2026-1989，维氏硬度工作基准的总不确定度为1.2%（钮含因子3)1. 2% MUi,ei口了一u.也U/o516 HLD硬度值水平时ui=0.40% 516=2. 06 日LD784 HLD硬度值水平时U1 =0. 40% 784=3. 14 HLD 8. 3. 1. 2 维氏硬度值查表换算为里氏硬度值带来的标准不确定度U2一般来说，硬度值换算误差为土6HLDa按均匀分布考虑516 HLD硬度值水平时Uz出毛口3.46日LD784 HLD硬度值水平时Uz口毛口3.46 HLD 8. 3. 1. 3 硬度块检定重复性带来的标准不确定度U3JJG 747-199

11、9检定规程规定，里氏块的均匀度不大于9HLDa按均匀分布考虑，检定5个点的极差为去5.2HLDa 单次测量的实验标准差5可按下式评定：R S; = C 当5时，极差系数C=2.33，再考虑五点平均值：516 HLD硬度值水平时U3 = -2:.1_l. 00 HLD 2.33 J 5 784 HLD硬度值水平时问：一二主汇l.00 HLD 2.33 J 5 8. 3. 1. 4 标准望氏硬度块引起的不确定度分项u(CRM)u(CRM）口Jui十u十4516 HLD硬度值水平时u(CRM)=4.15 日LD784 HLD硬度值水平时u(CRM) =4. 78 HLD 8.3.2 硬度计引起的不确

12、定度分项u(E）的评定可以采用B类方法进行评定。根据JJG747-1999捡起规程，硬度计的示值重复性12HLDaOONlimoNO HLD R 12 u （丘）：一一一4.24 2 ,/2 2 ,/2 CSM 01 01 02 09一2006” 0 俨O明甫的川合成标准不确定度的评定员敏系数标准不确定度分项汇总表7a各分项灵敏系数均为L表7输入量的标准不确定度汇总表9 9. 1 标准不确定度CHLD)标准不确定ft分项不确定度来源516日LD水平784 HLD水平u（王）对试样进行硬度测量：重复性1. 73 2.88 u(H) 用标准硬度块进行检定时平均值1. 73 2.88 u(CRM)

13、标准垦氏硬度块4. 15 4.78 u(E) 硬度计允许误差4.24 4.24 合成标准不确定度的计算输入最彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算：9.2 Uc = U2 （王）u2CH）十u2（M）十u2山HLD Uc= ;fC1亘古万子干4. 15丐王242=6. 42 516日LD硬度值水平时HLD Uc= ./2. 882千古；882十4.782=t豆豆；242=7. 58 784 HLD硬度值水平时扩展不确定度的评定取置倍概率95%，取kp=2516日LD硬度值水平时10 HLD Ugs=2 6.42=12.8 12. 8 u95cel口一一2.5%518 HLD Ugs=2 7.58=15.2 u 15. 2 % 岛时立一一1.9%788 / u 784 HLD硬度值水平时侵权必究4 版权专有书号：155066.2-17232 定价27G 8.00 02 09-2006 01 CSM 01