CSM 01 01 02 09-2006 金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定.pdf

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1、eSM中国金属学会推荐技术和方法CSM 01 01 02 092006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 发布中国金属学会推荐技术和方法金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定CSM 01 01 02 092006*中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码：100045网址wwwbzcbscom电话：68523946 68517548中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销*开本880X1230 116印张05字数10千字2006年9月第一版2005年9月第一次印刷*书号：1550662-17232定价1400元如有印装差错

2、由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话：(010)68533533刖 吾CSM 01 01 02 0920061995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年等同采用GUM，颁布了JJF 1059-1999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。GBT 15481-2000，ISO 17025：2005检测和校准实验室能力的通用要求以及cNALAC 01：2005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cNALAR 1i：2006测量不确

3、定度政策和CNALAG 06：2003测量不确定度政策实施指南两个文件，为贯彻JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示国家计量技术规范明确了要求。 一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一应变关系的性能。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。在诸多影响因素中，有些因素对性能的影响比较容易量化，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

4、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。中国金属学会分析测试分会根据CNALAR 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、金属拉伸杨氏模量(静态法)测量结果不确定度评定、钢绞线弹性模量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、金属夏比冲击试验测量结果不确定度评定、金属洛氏硬度试验(HRC)测量结果不确定度评定、金属布氏硬度试验测量结果不

5、确定度评定、金属维氏硬度试验测量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：邓星临、粱新邦。CSM 01 01 02 092006金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定被测对象评定516HLD和784HLD两个硬度值水平

6、的5个有效点平均值的测量结果不确定度。表1 JJG 7471999里氏硬度计检定规程2引用文献JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示JJG 2026-1989维氏硬度计量器具检定系统框图GBT 17394-1998金属里氏硬度试验方法JJG 747一1999里氏硬度计检定规程3环境条件试验条件在lo35室温下，相对湿度不大于80。4测量基准根据JJG 7471999附录A，里氏硬度块应在硬度计量工作基准上进行检定(维氏硬度工作基准见表2)。标准里氏硬度块检定时，示值误差和重复性要求见表3。表2 JJG 2026-1989雏氏硬度计量器具检定系统框图表3 JJG 7471999附录A里

7、氏硬度块的检定里氏块类型 里氏块的均匀度D型 不大于gHLD5测量过程试验按GBT 17394-1998进行，使用516HLD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硬度测试结果HLDI硬度值水平HLD 1 2 3 4 5 平均516 513 516 517 52l 522 518784 795 792 788 780 785 788CSM 01 01 02 0920066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“2(至)+“2(再)+“2(E)+“2(CRM)式中：u扩展不确定度；包含因子；“(三)对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确

8、定度分项；“(耳)用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项；“(E)硬度计允许误差引起的标准不确定度分项；“(cRM)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1 HLD，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81对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确定度分项H(i)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GBT 173941998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

9、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矗一百当测量次数为5时，极差系数C=233则5点平均值的标准不确定度分项o)一兰一兰4n 45计算结果见表5。表5标准差及(i)的计算结果项 目 516 HLD 784 HLD极差RHLD 9 15实验标准差目HLD 386 644“(j)HLD 173 28882用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项H(霜)的评定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乱一百当测量次数为5时，极差系数c一233则5点平均值的标准不确定度分项“(耳)一兰：兰4n b计算结果见表6。2表6标准偏差及H(

10、冠)的计算结果CSM 01 01 02 092006项 目 516 HLD 784 HLD极差RHLD 9 15实验标准差sHLD 386 644“(H)HLD 173 28883输入量B类不确定度的评定831标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：(1)根据JJO 7471999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12(女=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9HLD。因此，标准里氏硬度块不确定度的主要来源是三部分：

11、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。8311 维氏硬度工作基准带来的标准不确定度“，根据JJG 2026-1989，维氏硬度工作基准的总不确定度为12(包含因子3)1 o O“1。l一生；丛一o40516 HLD硬度值水平时 “l一040516206 HLD784 HLD硬度值水平时 “i一040784=314 HLD8312维氏硬度值查表换算为里氏硬度值带来的标准不确定度啦一般来说，硬度值换算误差为士6HLD。按均匀分布考虑516 HLD硬度值水平时 “2=一346 HLD43784 HLD硬度值水平时 “2=一346 HLD一38313硬度块检定重复

12、性带来的标准不确定度岫JJG 7471999检定规程规定，里氏块的均匀度不大于9HLD。按均匀分布考虑，检定5个点的极差为圭一52HLD。单次测量的实验标准差R可按下式评定：3R“一石当n一5时，极差系数C=233，再考虑五点平均值：516 HLD硬度值水平时 舶一233。x!一f5100 HLD784 HLD硬度值水平时 蜘一233LXvr51oo HLD8314标准里氏硬度块引起的不确定度分项H(cRM)u(CRM)一话+诱+“i516 HLD硬度值水平时 “(CRM)=415 HLD784 HLD硬度值水平时 “(a孙D一478 HLD832硬度计引起的不确定度分项H(E)的评定可以采用

13、B类方法进行评定。根据JJG 747-1999检定规程，硬度计的示值重复性12HLD。CSM 01 01 02 0920069合成标准不确定度的评定。(E)：坠一些一424 HLD22 2291灵敏系数标准不确定度分项汇总表7。各分项灵敏系数均为1。表7输入量的标准不确定度汇总表标准不确定度(HLD)标准不确定度分项 不确定度来源516 HLD水平 784 HLD水平“(j) 对试样进行硬度测量重复性 173 288“(再)。 用标准硬度块进行检定时平均值 173 288“(CRM) 标准里氏硬度块 ， 415 478“(E) 硬度计允许误差 424 42492合成标准不确定度的计算输入量彼此

14、独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算“。一、厣历干及丽干瓦面丽i矿516 HLD硬度值水平时 “。一1732+1732+4152+424z一642 HLD784 HLD硬度值水平时 “。=42882+288。+4782+4242=758 HLD10扩展不确定度的评定取置信概率声：95，取，：2、516 HLD硬度值水平时784 HLD硬度值水平时U95=2642=128 HLD一等_25U=2758=152 HLD一等_19BZ002107114III 11111111111 IIII IIIIIII IIl版权专有侵权必究*书号：1550662-17232定价： 14 00元oooNl西oNo【010_IU