CSM 01 01 02 08-2006 金属维氏硬度试验测量结果不确定度评定.pdf

1、eS醐中国金属学会推荐技术和方法CSM 01 01 02 082006金属维氏硬度试验测量结果不确定度评定发布日期：200604中国金属学会分析测试分会 发布前 言CSM 01 01 02 0820061995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 i059-1999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 154812000，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

2、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 11：2006测量不确定度政策和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。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

3、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

4、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。本篇实例介绍了金属维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El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、梁新邦。CSM 01 01 02 082006金属维氏硬度试验测量结果

5、不确定度评定1被测对象使用工作维氏硬度计评定468HVl0硬度水平硬度块，三点平均值的测量结果不确定度。从JJG 20261989可得到：工作维氏硬度计5 HV1 000 HV硬度范围 总不确定度225 HV 40(3a)225 HV400HV 32(30)400HV 35(30)硬度符号 示值允许误差HV5，HVl0，HV20 士30HV30，HV50，HVl00 土202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 434011999金属维氏硬度试验第1部分：试验方法GBT 434021999金属维氏硬度试验第2部分：

6、硬度计的检验3环境条件试验一般在10435室温下进行。4测量基准从JJG 2026-1989可得到：标准维氏硬度块硬度范围 均匀度225 Hv 35225 HV400HV 20400HV 25总不确定度31(30)20(30)24(30)5测量过程按照GBT 434011999进行试验，采用468HVl0硬度水平的二等标准硬度块测量5个点。6评定结果的使用一般可参考本不确定度的评定方法。CSM 01 01 02 0820067数学模型Uk“2(王)+“2(曰)+“2(E)+lZ2(CRM)+“2(ms)式中：u扩展不确定度；女包含因子；“(量)对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确定度分项；“

7、(曰)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)标准维氏硬度块引起的标准不确定度分项；“(ms)压痕测量系统分辨力引起的标准不确定度分项。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(T)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。采用A类方法进行评定。用一块硬度块进行5个点数据铡量，得到测量列(表1)。表1 标准硬度块硬度实测值测量次 1 2 3 4 5 平均硬度HVl0 464

8、468 473 468 468 4682其单次实验标准偏差按极差法计算，在n一5时极差系数c一233。极差R一9HVl0，实验标准偏差：s一旦一旦一386 HVl0C2 33“u根据GBT 434011999中78的建议，对每个试样报出三个点的硬度测试值。啦卜击一3万86一zz。HV，。计算结果见表2。表2标准差及(T)的计算结果极差R HVl0 9实验标准差R HVl0 386“(i)HVl0 2 2382 用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项H(百)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按下式计算2F箬一熹一386 HVl0“ C 233 考虑是测量结果为五个测

9、量点的平均值“(曰)一皂一辈一173 HVl05 5计算结果见表3。表3标准偏差s。和“(霸)的计算结果CSM 01 01 02 082006极差R HVlo 9标准偏差sHVl0 386“(H)HVl0 17383输入量B类不确定度的评定输入量B类不确定度来源主要有以下三部分构成：a)标准维氏硬度块引起的不确定度分项“(CRM)；b) 硬度计测量谡差引起的不确定度分项“(E)；c)压痕测量分辨力引起的标准不确定度分项“(ms)831 标准维氏硬度块引起的不确定度分项“(CRM)的评定标准维氏硬度块引起的不确定度分项u(CRM)采用B类方法进行评定。根据JJG 2026一1989，在400HV

10、时总不确定度为24(包含因子3)“(CRM)一坐警塑d 74 Hvl。832硬度计引起的不确定度分项(E)的评定可以采用B类方法进行评定。根据JIG 2026-1989，在：400HV时总不确定度为35(包含因子3)啦)=盟!字塑833压痕测量分辨力引起的标准不确定度分项H(ms)维氏硬度计算公式为：刖。埘尘型式中：F试验力，N；口维氏压头面角(136。)；d压痕对角线长度，mm。硬度值的相对误差与压痕对角线的相对误差有如下关系：则有AHV一一9型HV一。da(HV)HV“(d)3CSM 01 01 02 082006根据GBT 434021999的要求，压痕测量装置按表4要求表4测量装置对压

11、痕对角线的估测能力对角线长度d测量装置的估测能力d)0040 士o5d当d0040时按均匀分布考虑=i，则c耻警一警-o zs。u(ms)一2x 0289X 4682271 HVl09合成标准不确定度的评定91灵敏系数标准不确定度分项汇总于表5，各分项的灵敏系数均为1。寰5输入的标准不确定度汇总衰标准不确定度分项 不确定度来源 标准不确定度(HVl0)“(j) 试样硬度测量重复性 223“(耳) 检定时平均值 173“(CRM) 标准硬度块 374H(E) 硬度计误差 546“(mj) 压痕测量分辨力 27l92合成标准不确定度的计算输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算“。一

12、、厅丽干瓦面干再瓦丽干瓦万i瓦两一一、压趸F干r两习。矿干i面F口i了r一769 HVlO10扩展不确定度的评定取置信概率p一95，取，一2硬度水平468 HVl0时扩展不确定度则U95=2769U95。一嬲：154 HVlO3311讨论2003年由中国实验室国家认可委员会金属专业能力验证工作组组织实施了CNACL T058金属维氏硬度测试能力验证计划中，用438HVl0水平的试样进行了能力验证。4CSM 01 01 02 082006参加能力验证试验的实验室有35个。以三个试验点的平均值，采用稳健统计技术处理。以z比分数评价实验室的能力。以IzI2为满意判据。满意结果数据分布范围如下：438

13、136 HVi0将统计的结果转换成相对关系，并与不确定度评定的结果相比较，见表6。衰6 能力验证满意数据分布范围与扩展相对不确定度评定的结果对照衰扩展不确定度Us 4682士154 HVl0相对扩展不确定度Us一 4682士33438士136 HVi0能力验证试验满意数据分布范围438土31能力验证结果足以反映出被测量值分散性的实际情况，从表6中可看出，满意数据分布范围接近计算出的um“不确定度评定的结果符合实际情况。蓟0中国金属学会推荐技术和方法金属维氏硬度试验测量结果不确定度评定CSM 01 01 02 082006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8801230 1162006年9月第一版印张075字数11千字2006年9月第一次印刷*书号：1550662-17231定价16 OO元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究BZ0021 071 22lII IIIIIIIIIII IIII IIIIIII III举报电话：(010)68533533ooNloNo苫【0_毒U