文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 热加工论坛—金属洛氏硬度试验结果不确定度评定

热加工论坛—金属洛氏硬度试验结果不确定度评定

热加工论坛—金属洛氏硬度试验结果不确定度评定
热加工论坛—金属洛氏硬度试验结果不确定度评定

维氏硬度测量结果不确定度的分析与评定

受控状态: 无锡市产品质量监督检验中心文件编号:ZYB 0xx-2013 测量不确定度计算发布/修订日期:2013年06月26日维氏硬度测量结果不确定度的分析与评定 1概述 1.1试验仪器 自动维氏硬度测量系统。 1.2试验条件 a) 试验机的试验力为98.07N; b)试验力保持时间为15s; c) 实验环境为23℃〒5℃。 1.3测量对象 硬度检测对象为标准维氏硬度块(硬度块编号:TM0508;标定证书编号:国基证【2002】第030号;标定硬度471HV10;均匀度:0.8%)。 注:标准维氏硬度块的标定设备为维氏硬度基准装置(工作范围:5HV~1000HV;不确定度U rel:0.9% (k=3))。 1.4试验方法 按GB/T 4340.1-2009标准的要求,试验力为98.07N,保持时间为15s,在被测样品上相隔适当距离打三个点,求其平均值,并按GB/T 4340.1-2009标准附录D计算其平均值的不确定度。 2样品不确定度的评定 样品的检测结果(见表1) 表1 样品维氏硬度检测结果汇总 编制:陈宁审核:钱伟批准:黄晓东 第 1 页共2页发放编号:

无锡市产品质量监督检验所 文件编号:ZYB 0××-2013 测量不确定度计算 发布/修订日期:2013年09月22日 编制: 陈宁 审核:钱伟 批准:黄晓东 第 2 页 共 2页 测量不确定度的评定 a.试样测量重复性的标准不确定度u x 测试值极差R= 1 ; 极差系数C= 1.69 ,(n= 3 ) u x =R/c= 0.33 b.用标准硬度块检定的平均值的标准不确定度H u 试块不确定度REL H U = 0.9% ;扩展系数k=3 ;标准块标定硬度H =471HV10 H u =H ×REL H U /k = 1.41 c.标准硬度块的标准不确定度u crm 标准硬度块的均匀度:0.8% u crm =H *u rel (HV)/2.83= 1.33 d.最大允许误差下的标准不确定度u E 由GB/T 4340.2标准, x = 471 HV 查得E rel = ±3 % u E =E rel *x /3=8.16 e.压痕测量分辨率的标准不确定度nu u 由GB/T 4340.2标准,压痕: 0.040mm <d ≤ 0.200 mm ,查得测量装置分辨率: ±3%d nu u =2*x *δrel /23= 1.36 f.扩展不确定度的评定U k=2 u =k*22222nu x H CRM E u u u u u ++++=17 3 测量结果: X=- x +U= 471±17 ( k= 2)

长度不确定度评定示例

用外径千分尺检验某主轴直径φ700 -0.019mm 的 测量不确定度评定报告 1.概述 1.1 测量依据:产品图纸(或生产工艺)编号□□□□# 1.2 环境条件:温度 (20±10)oC ; 相对湿度<70% RH 1.3 测量设备:一级50~75mm 外径千分尺,示值误差为±4μm。 1.4 被测对象:主轴的直径φ700-0.019mm ;材料为球墨铸铁α1= 10.4×10-6/℃ 1.5 测量方法:用外径千分尺直接测量 2.数学模型: 由于主轴直径值可在外径千分尺上直接读得,故: L=L S -L S (δα·Δt +αs ·δt) L — 被测主轴的直径。 L S — 外径千分尺对主轴直径的测量值。 δα—被测主轴线膨胀系数与外径千分尺线膨胀系数之差。 Δt — 被测主轴温度对参考温度20℃的偏差,本例为±10℃。 αs — 外径千分尺线膨胀系数,本例为11.5×10-6/℃。 δt — 被测主轴温度与外径千分尺温度之差,本例为±1℃。 3.灵敏系数 显然该数学模型是透明箱模型,必须逐一计算灵敏系数: 1)1(≈-?-=??=t s t S Ls f C δαδαL ; t S s L s f C δαα-=??==-70×1㎜℃=-7×104μm ℃; δα S t t L f C -=???=?=-70×1×10-6㎜/℃=-0.07μm/℃ δα δα??=/f C =-Ls Δt=-70×10㎜℃=-7×105μm ℃ t f C t δδ??=/ =-Ls αs=-70×11.5×10 -6 ㎜/℃=-0.805μm /℃ 4.计算各分量标准不确定度 4.1外径千分尺示值误差引入的分量u(L S ) 根据外径千分尺检定规程,示值误差e=±4μm , 在半宽为4μm 区间内,以等概率分布(均匀分布),则:u (L S ) =4/3=2.31μm u(L S )=|C LS |·u (L S )=1×2.31=2.31μm , 其相对不确定度 () () =?S S L u L u 0.1=1/10 , 自由度υ(Ls)=50 4.2被测主轴线膨胀系数不准确引入的分量u(αS ) 由于被测主轴线膨胀系数α1= 10.4×10-6/℃是给定的,是一个常数, 故 u(αS )= 0 , 自由度υ(αS )= ∞ 4.3测量环境偏离标准温度20℃引入的分量u(Δt) 测量环境偏离标准温度20℃的偏差为±10℃,在半宽为10℃范围内,以等概

洛氏硬度HRC

洛氏硬度的分级表示方法: 硬度是材料抵抗外物刺入的一种能力。试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法这种方法不太科学。用硬度试验器来试验极为准确,是现代试验硬度常用的方法。最常用的试验法有洛氏硬度试验。洛氏硬度试验机利用钻石冲入金属的深度来测定金属的硬度,冲入深度愈大,硬度愈小。 洛氏硬度(Rockwellhardness),这是由洛克威尔(S.P.Rockwell)在1921年提出来的,是使用洛氏硬度计所测定的金属材料的硬度值。该值没有单位,只用代号“HR”表示,其测量方法是,在规定的外加载荷下,将钢球或金刚石压头垂直压入待试材料的表面,产生凹痕,根据载荷解除后的凹痕深度,利用洛氏硬度计算公式HR=(K-H)/C便可以计算出洛氏硬度。洛氏硬度值显示在硬度计的表盘上,可以直接读取。 上述公式中,K为常数,金刚石压头时K=0.2MM,淬火钢球压头时K=0.26MM;H为主载菏解除后试件的压痕深度;C也为常数,一般情况下C=0.002MM。 由此可以看出,压痕越浅,HR值越大,材料硬度越高。 一般用代号HRA、HRB、HRC来表示材料的硬度, 其中HRA表示试验载荷588.4N(60KG-F)使用顶角为120度的金刚石圆锥压头试压; HRB表示试验载荷980.7N(100KG-F)使用直径1.59MM的淬火钢球试压; HRC表示试验载荷1471.1N(150KG-F)使用顶角为120度的金刚石圆锥头试压。 对于硬度较高的制刀材料,制刀界通用HRC来表示刀锋硬度,比如HRC60,即代表在试验载荷为1471.1N、使用顶角为120度的金刚石圆锥压头时,被试材料的压痕深度为0.08MM。 简而言之,硬度越高,抗磨损能力越高,但脆性也约大。硬度最高不超过60HRC。通常一把好刀的刀刃硬度应在洛氏硬度50HRC以上,60HRC以下。

测量仪器准确度、最大允许误差和不确定度辨析

测量仪器准确度、最大允许误差和不确定度辨析国家计量技术规范JJF1033—2001《计量标准考核规范》对所采用的计量标准器具、配套设备以及所开展的检定/校准项目的准确度指标,要求填写“不确定度或准确度等级或最大允许误差”;JJF1069—2000《法定计量检定机构考核规范》要求填写检定/校准“准确度等级或测量扩展不确定度”;实验室国家认可的校准项目则是填写“不确定度/准确度等级”。以上几种表述方式,表面看来仅仅在文字上有所区别,而实际,在对不确定度如何表达的问题上,存在不同的理解和误区。例如,JJF1033—2001对计量标准器具、配套设备不确定度的解释是“已知测量仪器或量具的示值误差,并且需要对测量结果进行修正时,填写示值误差的测量不确定度”;另JJF1033—2001对所开展的检定及校准项目不确定度的解释是“指用该计量标准检定或校准被测对象所给出的测量结果不确定度,其中不应包括由被测对象所引入的不确定度分量”(见JJF1033—2001国家统一宣贯教材《计量标准考核规范实施指南》,中国计量出版社)。对仪器的不确定度,在同一规范中,已有不同的理解,在其它规范中的含义也各有区别,还有不少专家提出用不确定度表示测量仪器的特性,根本就是不合适。为了对表述测量仪器的准确度指标有统一和清晰的理解,对仪器准确度等级、最大允许误差和不确定度的意义和内在联系进行分析和探讨,是十分必要的。 一、准确度等级是用符号表示的准确度档次 测量仪器准确度是定性概念。这个问题在JJF1001—1998《通用计量术语及定义》,JJF1059—1999《测量不确定度的评定与表示》,BIPM、ISO等7个国 际计量组织1993年颁布的《国际基本和通用计量名词术语》(VIM)、ISO等7 个国际组织于1993年正式颁布《测量不确定度表示指南》(GUM)已有明确的解释。JJF1033—2001《计量标准考核规范》也已将JJF1033—1992中对计量标准 准确度赋予一个定量计算公式的规定作出修订,以测量结果不确定度取代。明确测量仪器准确度是定性概念,以和国际接轨以及和上面规范保持一致是十分必要的。由于VIM和GUM是以多个国际组织的名义联合颁布,国际上各个组织也在逐渐消除这种不规范的表述。对于一些不合适的表达,如“二等活塞压力计的准确度为±0.05%”,只能是对标准、规范等文件的修订逐步改正。

洛氏硬度实验

实验三布氏、洛氏硬度实验 硬度实验是测量金属材料表面局部受到压入载荷作用时,产生局部塑性变形抗力指标。硬度试验简便易行,基本无损零件,因此,作为金属材料性能检测的主要手段,在生产和科研中得到十分广泛应用。 一、硬度试验法 1、实验目的 了解布氏、洛氏硬度试验原理和应用范围 掌握布氏、洛氏硬度试验计的基本构造和操作方法 2、实验原理 ⑴布氏硬度数值通过布氏硬度试验测定。布氏硬度试验是指用一定直径的球体(钢球或硬质合金球)以相应的试验力压入被测材料或零件表面,经规定保持时间后卸除试验力,通过测量表面压痕直径来计算硬度的一种压痕硬度试验方法。 布氏硬度值是试验力除以压痕球形表面积所得的商。使用淬火钢球压头时用符号HBS,使用硬质合金球压头时用符号HBW,计算公式如下: HBS(HBW)=0.102 式中:F—试验力(N); D—球体直径(mm); d—压痕平均直径(mm)。

由上式可以看出,当F、D一定时,布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。所以在测定布氏硬度时,只要先测得压痕直径d,即可根据d值查有关表格得出HB值,并不需要进行上述计算。 国家标准GB231-1984规定,在进行布氏硬度试验时,首先应选择压头材料,布氏硬度值在450以下(如灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质处理的钢材等)时,应选用钢球作压头;当材料的布氏硬度值在450~650时,则应选用硬质合金球作压头。其次是根据被测材料种类和试样厚度,按照表1—1所示的布氏硬度试验规范正确地选择压头直径D、试验力F和保持时间t。 布氏硬度习惯上只写出硬度值而不必注明单位,其标注方法是,符号HBS或HBW之前为硬度值,符号后面按以下顺序用数值表示试验条件:球体直径、试验力,试验力保持时间(10~15s不标注)例如: 120HBS10/1000/30,表示直径10mm钢球在9.80KN(1000kgf)的试验力作用下,保持30s测得的布氏硬度值为120。 500HBW5/750,表示用直径5mm的硬质合金球在7.35KN(750kgf)试验力作用下,保持10~15s测得的布氏硬度值为500。 布氏硬度值的测量误差小,数据稳定,重复性强,常用于测量退火、正火、调质处理后的零件以及灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等毛坯或半成品零件的硬度。但因测量费时,压痕较大,不适宜测量成品零件或薄件。

测量不确定度评定实例

测量不确定度评定实例 一. 体积测量不确定度计算 1. 测量方法 直接测量圆柱体的直径D 和高度h ,由函数关系是计算出圆柱体的体积 h D V 4 2 π= 由分度值为0.01mm 的测微仪重复6次测量直径D 和高度h ,测得数据见下表。 表: 测量数据 计算: mm 0.1110h mm 80.010==, D 32 mm 8.8064 == h D V π 2. 不确定度评定 分析测量方法可知,体积V 的测量不确定度影响因素主要有直径和高度的重复测量引起的不确定都21u u ,和测微仪示值误差引起的不确定度3u 。分析其特点,可知不确定度21u u ,应采用A 类评定方法,而不确定度3u 采用B 类评定方法。

①.直径D 的重复性测量引起的不确定度分量 直径D 的6次测量平均值的标准差: ()mm 0048.0=D s 直径D 误差传递系数: h D D V 2 π=?? 直径D 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3177.0mm D s D V u =??= ②.高度h 的重复性测量引起的不确定度分量 高度h 的6次测量平均值的标准差: ()mm 0026.0=h s 直径D 误差传递系数: 4 2 D h V π=?? 高度h 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3221.0mm h s h V u =??= ③测微仪示值误差引起的不确定度分量 由说明书获得测微仪的示值误差范围mm 1.00±,去均匀分布,示值的标准不确定度 mm 0058.0301.0==q u 由示值误差引起的直径测量的不确定度 q D u D V u ??= 3

显微维氏硬度值测量的不确定度

硬度值测量的不确定度 ◆ 引言 随着硬度试验方法的不断健全和完善,依据和参照的国标也日渐成熟和规范,国标在明确试验方法的同时也给出了测量不确定度的评定方法,使得标准更加清晰和实用。在国标GB/T 4340-2009的第一部分附录D 中,明确给出了测量结果的不确定度的评定方法和步骤:一是简化方法,即不考虑硬度计的系统误差而采用极限误差的计算方法,这也是最常用的方法;二是考虑系统误差的计算方法。本文将参考这两种评定方法对显微维氏硬度计的不确定度进行评定。 ◆ 试验过程描述 利用维氏硬度计对731 HV1的标准硬度块进行测量,测量结果的硬度值分别为740.4HV1、724.7 HV1、735.7 HV1、736.6 HV1、736.7 HV1、742.4 HV1、736.4 HV1、738.7 HV1、749.7 HV1、745.6 HV1。试样的测量值为732.4 HV1、728.9 HV1、737.3 HV1、729.7 HV1、738.1 HV1。 ◆ 数学模型 22136s 2102.0d in F X HV = ()HV HV E CRM ms H x Y X δδδδδ=+++++ 式中:HV Y 为维氏硬度实际值;HV X 为维氏硬度测量平均值;F 为试验力;d 为两压痕对角线长度d 1和d 2的算术平均值;δE 、δCRM 、H δ、x δ、δms 为测量过程中产生的各项误差。

不确定度的来源及计算 1. 重复测量引入的不确定度: 2 1()(1)n i x x x u n n =-=-∑ =1.8 HV1 2. 用标准硬度块检定的平均值的标准不确定度: 1n i i H H n ==∑=738.7 HV1 单个测得值的标准偏差2 1(H )(H)1n i i H s n =-=-∑ =6.7 HV1 试样测量重复性的标准不确定度: (H)H s u n = =2.1 HV1 3. 最大允许误差引入的标准不确定度u E 该方法不考虑硬度计的系统误差,而直接引入硬度计示值的最大允许误差。已知标准硬度块的标准值为731 HV1,根据国标GB/T 4340.2-2009表5中的规定,此硬度范围内,硬度计示值的最大允许误差为±5.3%,则 ,20.05373122.4133 E r CRM E u x u HV ??=== 4. 标准硬度块引入的标准不确定度u CRM 已知标准硬度块的标准值为731 HV1,根据国标GB/T 4340.3-2012表4中的规定,此硬度范围内,标准硬度块不均匀性最大允许值为压痕r rel =2.0%。 (HV)2()rel rel u u d =? ()2%731210.32.83 CRM d u =??= HV1 5. 硬度计压痕测量装置的分辨率引入的标准不确定度ms u 已知硬度计压痕测量装置的分辨率为0.0001mm ,根据国标GB/T 4340.2中的规定,压痕0.0400.200mm d mm ≤ 时,测量分辨力为±0.5%d ,则压

工业热电阻自动测量系统结果不确定度评定实例

工业热电阻自动测量系统结果不确定度评定实例 用于检定工业热电阻的自动测量系统,根据国家计量检定规程(JJG 229—1998)对不确定度分析时可以在0℃点,100℃点,现在A 级铂热电阻的测量为例. B1 冰点(0℃) B1.1 数学模型,方差与传播系数 根据规定,被检的R(0℃)植计算公式为 R(0℃)=R i 0 =??? ??t dt dR t i = R i 0=??? ??t dt dR * * *0=??? ??-t I dt dR R R ℃)( = R i - 0.00391R * (0℃)×) ℃(0 0.00391R 0* *℃) (R R I - = R i - 0.391×1 .00* *℃) (R R I - = R i - 0.39 [] ℃)( 0* *R R I - 式中: R(0℃)—被检热电阻在0℃的电 阻值,Ω; R i —被检热电阻在0℃附近的测得值,Ω; R *(0℃)—标准器在0℃的电阻值,通常从实测的水三点值计算,Ω; R * i —标准器在0℃附近测的值,Ω。 上式两边除以被检热电阻在0℃的变化率并做全微分变为 dt 0R =d ()391.0R i +d ??? ? ???-2500399.0** 0i R R =dt Ri +dt *0 R +dt *i R 将微小变量用不确定度来代替,合成后可得方差 u 20 R t =u 2i R t +u 2t *0R +u 2t *i R (B-2) 此时灵敏系数C 1=1,C 2=1,C 3=–1。

B1.2 标准不确定分量的分析计算 B1.2.1 u 2i R t 项分量 该项分量是检热电阻在0℃点温度t i 上测量值的不确定度。包括有: a) 冰点器温场均匀性,不应大于0. 01℃,则半区间为0.005℃。均匀分布,故 u 1.1= 3 005.0=0.003℃ 其估计的相对不确定度为20﹪,即自由度1.1ν=12,属B 类分量。 b) 由电测仪表测量被检热电阻所带入的分量。 本系统配用电测仪表多为6位数字表(K2000,HP34401等),在对100Ω左右测量时仍用100Ω挡,此时数字表准确度为 100×106×读数+40×106×量程 对工业铂热电阻Pt100来说,电测仪表带入的误差限(半宽)为 被δ=±(100×100×106-+100×40×106- =±0.014Ω 化为温度:391 .0014 .0±=±0.036℃ 该误差分布从均匀分布,即 u 2.1= 3 036.0=0.021℃ 估计的相对不确定度为10﹪,即1.1ν=50,属B 累类分量。 c) 对被检做多次检定时的重复性 本规范规定在校准自动测量系统时以一稳定的A 级被检铂热电阻作试样检3次,用极差考核其重复性,经实验最大差为4m Ω以内。通道间偏差以阻值计时应不大于2m Ω,故连同通道间差 异同向叠计在内时,重复性为6m Ω,约0.015℃,则 u 3.1= 69 .1015 .0=0.009℃ 3.1ν=1.8,属A 类分量。 d) 被检热电阻自然效应的影响。 以半区间估计为2m Ω计约5mK 。这种影响普遍存在,可视为两点分布,故 u 4.1=1 5=5mK 估计的相对不确定度为30﹪,即4.1ν=5,属B 类分量。

洛氏硬度实验报告

?洛氏硬度实验报告 一、实验目得 1、了解硬度测定得基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度实验机得主要结构及操作方法。 二、实验原理 (一)洛氏硬度试验得基本原理 洛氏硬度属于压入硬度法,但它不就是测定压痕面积,而就是根据压痕深度来确定硬度值指标。其试验原理如图3-3所示。 洛氏硬度得试验原理:用金刚石圆锥体压头或一定直径得钢球压头,在初试验力F0与主试验力F1先后作用下,压入试样表面,保持一定时间,卸除主试验力,保留初试验力,此时得压入深度为h1,在初试验力作用下得压入深度为h0,它们之差e(h1—h0)来表示压痕深度得永久增量。每压入0、002mm为一个洛氏硬度单位、(图1)1。3洛氏硬度得计算公式:HRA、C=100-(e/0。002) HRB=130—(e/0、002) 、

洛氏硬度试验所用压头有两种:一种就是顶角为120°得金刚石圆锥,另一种就是直径为1/16"(1.588mm)得淬火钢球、根据金属材料软硬程度不一,可选用不同得压头与载荷配合使用,最常用得就是HRA、HRB与HRC、这三种洛氏硬度得压头、负荷及使用范围列于表3-2。 标尺所用符号/压头总负 荷kg f 表盘上刻 度颜色 测量 范围 相当维氏 硬度值 应用范围 HRA 金刚石圆锥60黑色70-85 390-900 碳化物、硬质合金、淬火 工具钢、浅层表面硬化层 HRB 1/16"钢球100 红色 25—10 0 60-24 0 软钢(退火态、低碳钢正 火态)、铝合金 HRC 金刚石圆锥150黑色20—67 249-90 0 淬火钢、调质钢、深层表 面硬化层 。 01mm (2)初负荷均为10公斤 洛氏硬度测定时,需要先后两次施加载荷(初载荷及主载荷),预加载荷得目得就是使压头与试样表面接触良好,以保证测量结果准确。图3-3中0-0位置为未加载荷时得压头位置,1—1位置为加上10 Kgf预加载荷后得位置,此时压入深度为h1,2-2位置为加上主载荷后得位置,此时压入深度为h2,h2包括由加载所引起得弹性变形与塑性变

至今见过的最规范的不确定度评定的例子!

至今见过的最规范的不确定度评定的例子! 不确定度是指由于测量误差的存在,对被测量值的不能肯定的程度。反过来,也表明该结果的可信赖程度。在报告结果时,必须给出相应的不确定度,一方面便于使用它的人评定其可靠性,另一方面也增强了测量结果之间的可比性。今天,仪器论坛版友六弦琴为大家找来了不确定度评定的范例,供大家参考。如有疑问,请点击阅读原文版友将为大家详细解答 点击图片查看大图不确定度评定中需要注意的几个问题a) 抓住影响测量不确定度主要分量的评估,避免漏项。通常测量重复性分量、标准物质不确定度分量、工作曲线变动性分量等在合成标准不确定度中所占比重较大,须逐一评估。对某些不可能进行多次的测定,无重复性数据,应尽可能采用方法精密度参数或以前在该条件下的测试数据进行评估。b)忽略次要不确定度分量的影响。有些分量量值较小(属微小不确定度),对合成不确定度的贡献不大。例如,一个分量为1.0,另一个分量0.33,二者的合成不确定度为1.05,相差5%,即分量0.33在合成标准不确定度中的贡献可忽略。通常试料称量、相对原子量、物质的摩尔质量等分量相对于测量重复性、工作曲线变动性分量要小得多,一般可忽略。 c)不确定度评估中避免重复评估。如当已评估了测量重复性

分量,不必再评估诸如样品称量、体积测量、仪器读数的重复性分量。 d)不应将一些非输入量的测量条件当作输入量评估。例如,重量法中高温炉灼烧温度的变动性,测定碳、硫时氧气纯度的变动性,光度分析中波长的精度等,它们不是输入量,其对测量结果的影响反映在测量重复性中,不应将其作为分量进行评估。 e)合成标准不确定度和扩展不确定度通常取一位或两位有效数字。计算过程中为避免修约产生的误差可多保留一位有效数字。修约时可采用末位后面的数都进位而不舍去,也可采用一般修约规则。测量结果和扩展不确定度的数位一致。

维氏硬度检测细则

显微维氏硬度检测细则 1、试用范围 本细则适用于维氏硬度压痕对角线长度范围为~。 2、原理 将顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压入试样表面,保持规时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度。 维氏硬度值与试验力除以压痕表面积的商成正比,压痕被视为具有正方形基面并与压头角度相同的理想形状。 3、符号和说明 维氏硬度用HV表示,符号之前为硬度值,符号之后按如下顺序排列: 640 HV 30/20 640:硬度值 HV:硬度符号 30:实验力 20:实验力保持时间 4、试样

试件表面应平坦光滑,试验面上应无氧化皮及外来污物,尤其不应有油脂,除非在产品标准中另有规定。试验表面的质量应保证压痕对角线长度的测量精度,建议试验表面进行表面抛光处理。 制备试样时应使由于过热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小。 由于显微维氏硬度压痕很浅,加工试样时建议根据材料特性采用抛光/ 电解抛光工艺。 试样或试验层厚度至少应为压痕对角线长度的倍,试验后试样背面不应出现可见变形压痕。 对于在曲面试样上试验的结果,应修正。 对于小截面或外形不规则的试样,可将试样镶嵌或使用专用试验台试验。 5、试验程序 试验一般在10℃-35℃室温下进行,对温度要求严格的试验,室温应为23℃±5℃。 试验台清洁且无其他污物(氧化皮、油脂、灰尘等)。试样应稳固地放置于刚性实验台上以保证实验过程中试样不产生位移。 使压头与试样表面接触,垂直于试验面施加试验力,加力过程中不应有冲击和振动,直至将试验力施加至规定值。从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2s-8s之间。对于小力维氏硬度试验和显微维氏硬度试验,加力过程不能超过10s且压头下降速度应不大于s。 对于显微维氏硬度试验,压头下降速度应在15μm/s-70μm/s之间。

实验一---材料的硬度测试

实验一---材料的硬度测试

实验一材料的硬度测试 一、实验目的 掌握布、洛、维三种硬度的原理和测试方法。 掌握显微镜硬度的测试方法及原理。 给定各种状态的材料选择适用的硬度测试方 法。 二、实验原理 金属材料的硬度可以认为是金属材料表面 局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破 裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力,是表征材料性能的一个综合参量。硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。 硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程 度的相对数量概念。 硬度的实验方法有十多种,基本可分为压入法和刻划法两大类。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等,它们只是一些不同的实验方法而已,没

有什么必然的内在关系。 压入法硬度实验有以下几方面的优点,导致它在生产和科研中的广泛应用: 1、硬度实验设备简单,操作迅速方便; 2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件,无须加工专门的试样,而且实验时一般不会破坏成品零件; 3、作为一种综合的性能参量,硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在联系,从一定程度上,可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。如:金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系:б =K*HB b —材料的抗拉强度;K—系数,取式中:б b 值见表一;HB—布氏硬度。 4、材料的硬度还与工艺性能之间有联系,可以作为评定材料工艺性能的参考; 5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化,可用来检验原材料和控制冷热加工质量。

洛氏硬度实验报告

洛氏硬度实验报告 篇一:硬度测量实验报告 硬度测量实验报告 一、实验目的 1. 了解常用硬度测量原理及方法; 2. 了解布氏和洛氏硬度的测量范围及其测量步骤和方法; 二、实验设备 洛氏硬度计、布洛维硬度计、轴承、试块 三、实验原理 1. 硬度是表示材料性能的指标之一,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状和尺寸的物体(金刚石压头或钢球)压入其表面的阻力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,因此在生产和科研中应用十分广泛。常用的硬度试验方法有:洛氏硬度计,主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。布氏硬度计,应用于黑色、有色金属材料检验,也可测一般退火、正火后试件的硬度。 2. 洛氏硬度 洛氏硬度测量法是最常用的硬度试验方法之一。它是用压头(金刚石圆锥或淬火钢球)在载荷(包括预载荷和主载荷)作用下,压入材料的塑性变形浓度来表示的。通常压入材料的深度越大,材料越软;压入的浓度越小,材料越硬。下图

表示了洛氏硬度的测量原理。 图:未加载荷,压头未接触试件时的位置。 2-1:压头在预载荷P0(98.1N)作用下压入试件深度为h0时的位置。h0包括预载所相起的弹形变形和塑性变形。 2-2:加主载荷P1后,压头在总载荷P= P0+ P1的作用下压入试件的位置。 2-3:去除主载荷P1后但仍保留预载荷P0时压头的位置,压头压入试样的深度为h1。由于P1所产生的弹性变形被消除,所以压头位置提高了h,此时压头受主载荷作用实际压入的浓度为h= h1- h0。实际代表主载P1造成的塑性变形深度。 h值越大,说明试件越软,h值越小,说明试件越硬。为了适应人们习惯上数值越大硬度越高的概念,人为规定,用一常数K减去压痕深度h的数值来表示硬度的高低。并规定0.002mm为一个洛氏硬度单位,用符号HR表示,则洛氏硬度值为: HR?k-h 0.002 3.布氏硬度 布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力F(N)把直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面,保持规定时间后卸除试验力,用读数显微镜测出压痕平均直

测量不确定度评定实例(完整资料).doc

此文档下载后即可编辑 测量不确定度评定实例 一. 体积测量不确定度计算 1. 测量方法 直接测量圆柱体的直径D 和高度h ,由函数关系是计算出圆柱体的体积 2 4 D v π= 由分度值为0.01mm 的测微仪重复6次测量直径D 和高度h ,测得数据见下表。 表: 测量数据 计算: mm 0.1110h mm 80.010==, D 32 mm 8.8064 == h D V π 2. 不确定度评定 分析测量方法可知,体积V 的测量不确定度影响因素主要有直径和高度的重复测量引起的不确定度21u u ,和测微仪示值误差引起的不确定度3u 。分析其特点,可知不确定度21u u ,应采用A 类评定方法,而不确定度3u 采用B 类评定方法。 ①.直径D 的重复性测量引起的不确定度分量 直径D 的6次测量平均值的标准差: ()m m 0048.0=D s 直径D 误差传递系数: h D D V 2 π=?? 直径D 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3177.0mm D s D V u =??= ②.高度h 的重复性测量引起的不确定度分量

高度h 的6次测量平均值的标准差: ()m m 0026.0=h s 高度h 的误差传递系数: 4 2 D h V π=?? 高度h 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3221.0mm h s h V u =??= ③测微仪示值误差引起的不确定度分量 由说明书获得测微仪的示值误差范围0.005mm ±,按均匀分布,示值的标准不确定度 0.0029 q u == 由示值误差引起的直径测量的不确定度 q D u D V u ??= 3 由示值误差引起的高度测量的不确定度 q h u h V u ??= 3 由示值误差引起的体积测量的不确定度分量 ()()323233mm 04.1=+=h D u u u 3. 合成不确定度评定 ()()()3232221mm 3.1=++=u u u u c 4. 扩展不确定度评定 当置信因子3=k 时,体积测量的扩展不确定度为 3mm 9.33.13=?==c ku U 5.体积测量结果报告 () m m .93.88063±=±=U V V 考虑到有效数字的概念,体积测量的结果应为 () m m 48073±=V

布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍

布氏、洛氏、维氏硬度试验原理及优缺点介绍 硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬的判据,是一个综合的物理量。 材料的硬度越高,耐磨性越好,故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金属材料表面层,然后根据压痕的面积或深度确定其硬度值。根据压头和压力不同,常用的硬度指标有布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。 一、布氏硬度 1、试验原理 用直径为D的淬火钢球或硬质合金球,以相应的试验力F压入试样表面,保持规定的时间后卸除试验力,在试样表面留下球形压痕,如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时,布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头,布氏硬度用符号“HBW”表示。 HBS(HBW):用钢球(硬质合金球)试验的布氏硬度值; F:试验力(N);d:压痕平均直径(mm);D:钢球(硬质合金球)直径(mm). 布氏硬度的单位为N/mm2,但习惯上只写明硬度值而不标出单位。 2、选择试验规范 在进行布氏硬度试验时,钢球直径D、施加的试验力F和试验力保持时间、应根据被测试金属的种类和试样厚度,按下表所示的布氏硬度试验规范正确地进行选择。 布氏硬度试验规范

由布氏硬度值的计算公式可以看出,当所加试验力F与钢球(或硬质合金球)直径D已选定时,硬度埴HBS(HBW)只与压痕直径d 有关。d 越大,则HBS(HBW)值越小,表明材料越软;反之,d 越小,HBS(HBW)值越大,表明材料越硬。 除了采用钢球(或硬质合金球)直径D为10mm,试验力F为3000kgf(29421N),保持时间10-15s的试验条件外,在其它试验条件下测得的硬度值,应在符号HBS的后面用相应的数字注明压头直径、试验力大小和试验力保持时间。 如120HBS10/1000/30,即表示用10mm的钢球作压头,在1000kgf(9807N)的试验力作用下,保持时间为30s后所测得的硬度值为120。如500HBW5/750,即表示用5mm的硬质钢球作压头,在750kgf(735N)的试验力作用下,保持时间为01-15s后所测得的硬度值为500。 淬火钢球用于测定硬度HBS<450的金属材料,如灰铸铁、有色金属以及退火、正火和调质处理的钢材等。为了避免压头变形,可用硬质合金球压头,它适用于测试HBW<650的金属材料。(我国目前布氏硬度试验机压头主要是淬火钢球。 3、试验的优缺点 布氏硬度试验的优点是:试验时使用的压头直径较大,在试样表面上留下压痕也较大,测得的硬度值也较准确。 布氏硬度试验的缺点是:对金属表面的损伤较大,不易测试太薄工件的硬度,也不适于测定成品件的硬度。 布氏硬度试验常用来测定原材料、半成品及性能不均匀的材料(如铸铁)硬度

金属材料维氏硬度试验检测结果测量不确定度的评定

金属材料维氏硬度试验检测结果测量不确定度的评定 1 概述 1.1 测量方法 依据G B/T 4340.1-2009《金属维氏硬度试验第1部分:试验方法》。 1.2 评定依据 ISO/IEC 17025:2005《检测和校准实验室能力的通用要求》;《JJF 1059.1—2012 测量不确定度评定与表示》;GB/T 4340.2-2009《金属维氏硬度试验第 2 部分:硬度计的检验》;GB/T 3101-1993《有关量、单位和符号的一般原则》;GB/T 8170-2008《数值修约规则》。 1.3 环境条件 根据GB/T 4340.1-2009 试验方法标准的规定,试验一般在室温10 ℃~35 ℃范围进行(除非另有规定)。本例评定的试验温度为26 ℃±2 ℃,湿度为60%RH。 1.4 测量设备 应采用经计量部门检定合格的维氏硬度计,其准确度必须满足G B/T 4340.2-2009 的规定。本例使用经计量单位检定合格的F V-700 型(日本)硬度计。 1.5 被测对象 采用满足国家标准G B/T 4340.1-2009 要求的金属材料维氏硬度试样。 1.6 测量过程 根据G B/T 4340.1-2009,在规定环境条件下,对于满足标准要求的金属材料维氏硬度试样借助于计量合格的维氏硬度计,选用方法标准规定的合适的试验力和压头下降速度,采用标准规定的试验力保持时间及合适的压痕测量装置放大倍数测试压痕对角线平均值,通过查表或计算得到所测硬度值。作为实例,本文选用98.07 N 试验力、力保持时间为15 秒,在自动加力的情况下,测定维氏硬度值(HV10)。 2 建立测量模型 根据G B/T 4340.1-2009 标准,维氏硬度测试原理的测量模型为: (1) 式中 F ―试验力,N d ―两压痕对角线长度d1 和d2 的算术平均值,mm 3 测量不确定度来源的分析 和d2 算术平均值d的测量误差引起的不确定度主要来源:两压痕对角线长度d 1 分量;试验力值误差所引起的不确定度分量;测量结果进行数值修约所导致的不确定度分量。在一些分量中又包括了检测人员测量过程及硬度计测量误差所带来的不确定度分量。 4 标准不确定度分量的评定

布氏硬度测量结果不确定度的评定终版

金属布氏硬度测量结果不确定度的评定 1.被测对象 满足GB/T 231.1—2009金属布氏硬度国家标准要求的金属材料硬度试样 使用THBS-3000DB 型布氏硬度计。 2.引用文献 JJF 1059—1999 测量不确定度评定与表示 JJG 147—1991 标准布氏硬度块检定规程 GB/T 231.1—2009 金属布氏硬度试验 第一部分:试验方法 3.环境条件 硬度计在下列条件下检定并正常工作: 1) 室温10℃~35℃; 2) 环境清洁,无震动;周围无腐蚀性气体; 3) 安装在稳固的基础上,并调至水平。 4.测量基准 采用二等标准硬度块。根据JJG 2005—1987和JJG 147—1991判断,本文中的硬度范围内标准硬度块的示值误差应为: △≤±1.5% 5.测量过程 根据GB/T 231.1—2009,在20℃±2℃环境条件下,借助检定合格的THBS-3000DB 型布氏硬度计,加载条件为选用压头直径为D=5mm 的硬质合金球,试验力为7355N (0.102×F/D2=30),保荷时间为15秒,对两种硬度值水平的硬度试样,各测20个点,各得到一个测量列。 6.评定结果的使用 在室温条件下测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。 7.数学模型 0.102HB =

8.标准不确定度分量的评定 8.1不同检测人员重复测量HB 值所引起的相对标准不确定度分量x u 按GB/T 231.1—2009标准规定的方法,硬质合金的直径为5mm ,试验力为7355N (0.102×F/D 2=30),保荷时间为10~15秒,分别对满足标准的(B 1 B 2)两类试样分四人重复测定五次。 计算公式如下: 布氏硬度总平均值: HB = 1 20 20 1 i i HB =∑ 每一组测量标准差: S 测量过程稳定,对样本标准偏差进行合并:p s = = 测试结果是观测列HB i 中的任一次值,所以该标准不确定度分量为: x u ,=S p 8.2硬度试验机所引入的不确定度分量u E 根据JJG 150-2005 其示值最大允许误差和示值重复性符合表3。

测量不确定度评定地方法以及实例

第一节有关术语的定义 3.量值value of a quantity 一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小。 例:5.34m或534cm,15kg,10s,-40℃。 注:对于不能由一个乘以测量单位所表示的量,可以参照约定参考标尺,或参照测量程序,或两者参照的方式表示。 4.〔量的〕真值rtue value〔of a quantity〕 与给定的特定量定义一致的值。 注: (1) 量的真值只有通过完善的测量才有可能获得。 (2) 真值按其本性是不确定的。 (3) 与给定的特定量定义一致的值不一定只有一个。 5.〔量的〕约定真值conventional true value〔of a quantity〕 对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值,有时该值是约定采用的。 例:a) 在给定地点,取由参考标准复现而赋予该量的值人作为给定真值。 b) 常数委员会(CODATA)1986年推荐的阿伏加得罗常数值6.0221367×1023mol-1。 注: (1) 约定真值有时称为指定值、最佳估计值、约定值或参考值。 (2) 常常用某量的多次测量结果来确定约定真值。

13.影响量influence quantity 不是被测量但对测量结果有影响的量。 例:a) 用来测量长度的千分尺的温度; b) 交流电位差幅值测量中的频率; c) 测量人体血液样品血红蛋浓度时的胆红素的浓度。 14.测量结果result of a measurement 由测量所得到的赋予被测量的值。 注: (1) 在给出测量结果时,应说明它是示值、示修正测量结果或已修正测量结果,还应表明它是否为几个值的平均。 (2) 在测量结果的完整表述中应包括测量不确定度,必要时还应说明有关影响量的取值范围。 15.〔测量仪器的〕示值indication〔of a measuring instrument〕 测量仪器所给出的量的值。 注: (1) 由显示器读出的值可称为直接示值,将它乘以仪器常数即为示值。 (2) 这个量可以是被测量、测量信号或用于计算被测量之值的其他量。 (3) 对于实物量具,示值就是它所标出的值。 18.测量准确度accuracy of measurement

洛氏及表面洛氏硬度试验

洛氏及表面洛氏硬度试验 试验标准GB/T230-2004《金属洛氏硬度试验》 一、洛氏硬度试验原理 顶角为120°的金刚石圆锥体或一定直径(1.587mm 、3.175mm )的淬火钢球或硬质合金球(新标准增加的压头)做压头,先在初试验力Fo 的作用下, 将压头压入试件表面一定深度o h 以此作为测量压痕深度的基准,然后再加上主试验力1F ,在总试验力F(初试验力Fo + 主试验力1F )作用下, 压痕深度的增量为 1h ,经规定时间后,卸除主试验力1F ,压头回升一定高度。于是在试样上得到由 主试验力所产生的压痕深度的残余增量h 。洛氏硬度用下式表示: 洛氏硬度=N -h /s (原标准为HR=K-e ) h ---为残余压痕深度 N --给定标尺的硬度数 s ---给定标尺的单位 金钢石圆锥压头一般用于测定硬度较高的金属材料,压头压入深度通常不超0.2mm 试验方法将0.2mm 作为标尺,划分为100等分,则无论对哪类指示装置(表盘式、刻度式或数显式),每个洛氏硬度单位均为0.2mm/100=0.002mm,为了做到硬度愈高所指示的数值越大,对残余压入深度为0.2mm 时,规定洛氏硬度值为零;而对残余压入深度为零时为100.用满刻度与残余压痕深度之差则可示出洛氏硬度值的高低,即此差值越大,洛氏硬度愈高,反之亦然。为了使残压痕深度用硬度数表示,引入了h /s 的概念,即h /s =残余压痕深度(mm)/洛氏硬度单位(0.002mm)。这样对于用金刚石圆锥压头的试验, HR=100-h /s .例如:HRC 的K 值定为100,当压入深度s 为0.08时,则硬度值 HRC=100-0.08/0.002=60当用球压头进行洛氏硬度试验时,一般用于较软金属材

相关文档