1、中国金属学会推荐技术和方法CSM 01 01 02 06-2006 金属洛氏硬度试验（HRC)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 06一2006. 四目G吕1995年ISO等7个回际组织共同烦布了测量不确定度表示指南（简称GUM）。我国在1999年司等同采用GUM，颁布了JJF1059-1999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
2、测蠢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应变关系的性能。由于作用力特点的不间，如力的种类、施力方式、应力状态等的不阁，以及所处环境的不肉，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银强。它不仅要求
3、有现！景：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。中国金属学会分析测试分会根据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E金属材料室温拉伸试验视！最结果不确定度评定、金属拉伸杨氏摸量（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
4、确定度评定、金属夏比冲击试验测量结果不确定度评定、金属洛民硬度试验CHRC）测量结果不确定度评定、金属布民硬度试验混！量结果不确定度评定、金属维民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实践工作的专业人员提供参考。本篇以1各民硬度C标尺为例介绍了金属洛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：钢铁研究总院自家钢铁材料测试中心。本方法主要起草人z邓墨！脑、梁新邦。I 1 被测对象金属洛氏硬度试验（HRC)测
5、量结果不确定度评定以洛氏硬度值水平为25.4日RC、使用丁日320型洛氏硬度计洛民硬度计的检定按照2 引用文献JJF 1059-11 JJG 112一JJG 2067 3 环境条件1) 室温l0C2) 环境清洁，无3) 安装在稳固的4 起tl量基准5 缸！J量过程为减小试样不均匀性的影响，以二等标准硬度块作为试样进行试验。CSM 01 01 02 06 2006 。使用时代丁日320型数显洛氏硬度计，用洛民硬度值水平为25.4 HRC、45.0 HRC和60.6 HRC 的标准硬度块各三块，各测5个点，得到33个测量列（即每个硬度值水平有三个样本）。6 评定结果的使用在室温条件下C标尺测量可使
6、用本不确定度的评定结果。其他标尺可参照该方法。1 cs盹0101 02 06-2006 7 数学模型u = k /u2 Cx）十u2（百）十u2CE)+ u2 CCRM）十u2(ms) 式中zU一一而扩展不确定度；h一一包含因子；u (x）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 CH）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 CE）一一硬度计允许误差引起的标准不确定度分项：u(CRM一一标准洛氏硬度块引起的标准不确定皮分项；u (ms）一一测量系统的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8. 1 对试样进行硬度测最重复性引起的标准不确定度分项u
7、（川的评定由于硬度计示值是硬度计在试块上的不同区域扭il量得到的结果，其测量的特殊性是用一点不可能重复测量，所以硬度计的测量不重复性钮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。在一台硬度计上，用三块不罔水平的硬度块各进行3组数据每组测量5次）测量，得到测量列（表2）。其单次实验标准差按极差法计算：当测量次数为5时，极差系数c口2.33R S; =c 表2洛氏硬度实测值硬度值水平HRC序号1 2 3 2 第一组织！最24.8 25.3 25.2 25.4 第二级测量25.0 25.0 25. 7 第三级测量25.3 24.5 25.5 第一级测量45.0 45.4 44.8 45.0
8、 第二组测量45.4 45.9 44.9 第二组测景45.4 45.0 45.1 第一组测量60.2 60.6 60.2 60.6 第二组测蠢60.2 60.5 60. 7 第三组测量60.5 60.5 60.5 三个样本合并标准偏差：Sp = Jf; = fJji 三个点测量平均值的标准不确定度：ucX）口呆计算结果见表3oHRC 4 5 平均值25.2 25.0 25.6 25.5 25.3 25.8 25.5 44.6 44.6 44.6 45.2 45. 1 45.2 45. 1 60.4 60.8 60. 7 60. 7 60.5 60.7 60.8 CSM 01 01 02 06-
9、2006 表3不同试样标准婪及ucX）的计算结果HRC 硬度值水平HRC序号极差标准偏爱合并样本标准偏差标准不确定度R s, Sp 第一组测量0.5 0.215 25.4 第二组测量0. 7 0.300 0.386 第三组测最1. 3 0.558 第一组测量0.8 0.343 45.0 第二组测量1. 3 0.558 0.391 第三组测最0.4 0.172 第一组测量0.6 0.258 60.6 第工组测量0.5 0.215 0.353 第二组测蠢0.3 0.129 8.2 用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项u(H）的评定用标准硬度块进行检定时（表4)5个测量点平均值的标准不确定
10、度按下式计算：标准偏差及u（百）的计算结果见表4。u（百）工主,J5 表4梅准偏差及时H）的计算结果u(x) 0.223 0.226 0.208 硬度值水平HRC合并样本标准偏差Sp标准不确定度u（百）25.4 0.386 45.0 0.391 60.6 0.353 8.3 输入量B类不确定度的评定输人最B类不确定度来源主要有以下王部分构成z1) u(E）硬度计允许误差引起的标准不确定度分项；2) u(CRM标准洛民硬度块引起的标准不确定度分项；3) u(ms）测量系统的分辨力引起的标准不确定度分项。8. 3. 1 硬度计允许读去牵引起的标准不确定度分项u(E）的评定可以通过示值误差或示值重复
11、性得到。我们采用通过示值囊复性R来计算：R 1. 5 25. 4 HRC硬度值水平：u(E）：一一= 0. 530 HRC zvz zvz R 1. 2 45. o HRC硬度值水平zu(E) 一一= 0.424 日RCzvz zvz R 1. 0 60. 6 HRC硬度值水平zu(E）出一一= 0. 354 日RC212 zvz 8. 3. 2 标准洛氏硬度块引起的标准不确定度分项u（M）的评定标准洛氏硬度块引起的不确定皮分项u(CRM)采用B类方法进行评定。二等标准洛氏硬度块扩展不确定度为0.38日RC，包含隐子k=3ou 0.38 u(CRM) = -一= 0.127 HRC k 3 0
12、. 173 0.175 0.158 HRC 3 CSM 01 01 02 06-2006 8. 3. 3 测量系统的分辨力引起的标准不确定度分项u(ms）的评定硬度计测量系统分辨力为0.1硬度值，引起的不确定度按半宽，并按矩形分布考虑。(ms）旦旦旦2口生l_= 0. 029 HRC 2,/3 2,/3 9 合成标准不确定度的评定9. 1 灵敏系数各项的灵敏系数均为lo则合成不确定度Uc = )u2 (z 标准不确定度汇总表见表10 标准不确定度分项四（x)u(H) u(E) u(CRM) u(ms) 9.2 合成标准A输入量彼飞为FEMUQ“ 口U，P度率定概确信不景展取扩25.4日RC硬度
13、值水平：Uss=2 60. 6 HRC硬度值水平：Uss=20.459=0. 92 HRC HRC 60.6狂RC水平0.208 0. 158 0.354 0. 127 0.029 HRC HRC 11 讨论2004年由中国实验室自家认可委员会能力验证分委员会金属专业工作组和中实自金实验室能力验证研究中心组织实施了CNALT0155金属洛民硬度测试能力验证计划中，用洛氏硬度值水平为28. 8 HRC和51.0 HRC的试样进行了能力验证。参加能力验证试验的实验室有95个。以王个试验点的平均值，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：4
14、CSM 01 01 02 06-2006 28.8土1.24日RC51. 0土0.94 HRC 将统计的结果与不确定度评定的结果相比较，见表60表6能力验证满意数据分布范围与扩展不确定度评定的结果对照表扩展不确定度U臼HRC (25.3土1.2)(45.1士1.1)(60.5士0.92)能力验证满意数据分布范围HRC (28.8土1.24) (51. 0土0.94)能力验证结果足以反映白被测量值分散性的实际情况，从表6中可看出，满意数据分布范回接近计算出的u95。不确定度评定的结果符合实际情况。5 OONil8855黑白中国金属学会推荐技术和方法金属洛氏硬度试验（HRC)j9lij量结果不确定度评定CSM 01 01 02 06-2006 争6中国标准出版社出版发行北京复兴门外三旦河北街16号邮政编码：100045网址www.bzcbs. com 电话：6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销争夺印张0.75 字数11千字2006年9月第一次印刷开本88012301/16 2006年9月第一版9号定价10.00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)68533533书号：155066 2-17235 CSM 01 01 02 06-2006
