JJF 1594-2016携带式洛氏硬度计校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 5 9 42 0 1 6携带式洛氏硬度计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rP o r t a b l eR o c k w e l lH a r d n e s sT e s t e r s 2 0 1 6-1 1-3 0发布2 0 1 7-0 2-2 8实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布携带式洛氏硬度计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rP o r t a b l eR o c k w e l lH a r d n e s sT e s t e r sJ J F1 5 9 42 0 1 6 归 口 单 位:全国力值硬度计量技术委员会 主要起草单位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院中航工业北京长城计量测试技术研究所沈阳天星试验仪器有限公司浙江省计量科学研究院 参加起草单位:南昌况氏硬度块制造有限公司辽宁省计量科学研究院 本规范委托全国力值硬度计量技术委员会负责解释J J F1 5 9 42 0 1 6本规范主要起草人:虞伟良(上海市计量测试技术研究院)张 峰(中国计量科学研究院)石 伟(中航工业北京长城计量测试技术研究所)张凤林(沈阳天星试验仪器有限公司)曹 灏(浙江省计量科学研究院)参加起草人:况 伟(南昌况氏硬度块制造有限公司)刘 伟(辽宁省计量科学研究院)J J F1 5 9 42 0 1 6目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)3.1 原理(1)3.2 硬度计结构(2)4 计量特性(3)4.1 基本性能(3)4.2 指示装置(3)4.3 试验力(3)4.4 硬度计示值(3)5 校准条件(4)6 校准项目和校准方法(4)6.1 校准前检查(4)6.2 试验力的校准(4)6.3 硬度计示值的校准(5)7 校准结果(5)8 复校时间间隔(6)附录A 携带式洛氏硬度计校准记录内页格式(7)附录B 携带式洛氏硬度计校准证书内页格式(8)附录C 携带式洛氏硬度计示值误差校准不确定度评定方法及示例(9)J J F1 5 9 42 0 1 6引 言 本规范根据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则规定的规则编写。本规范在制定过程中充分考虑了国家标准G B/T2 3 0.12 0 0 9 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)、G B/T2 3 0.22 0 1 2 金属材料 洛氏硬度试验 第2部分:硬度计(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)的检验与校准、G B/T2 3 0.32 0 1 2 金属材料 洛氏硬度试验 第3部分:标准硬度块(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)的标定、I S O6 5 0 8-1:2 0 1 5M e t a l l i cm a t e r i a l sR o c k w e l lh a r d n e s st e s tP a r t1:T e s tm e t h o d、I S O6 5 0 8-2:2 0 1 5M e t a l l i cm a t e r i a l sR o c k w e l l h a r d n e s s t e s tP a r t 2:V e r i f i-c a t i o na n dc a l i b r a t i o no f t e s t i n gm a c h i n e s a n d i n d e n t e r s、I S O6 5 0 8-3:2 0 1 5M e t a l l i cm a-t e r i a l sR o c k w e l l h a r d n e s s t e s tP a r t 3:C a l i b r a t i o no f r e f e r e n c eb l o c k s与A S TME 1 1 0-1 4S t a n d a r dT e s tM e t h o df o rR o c k w e l la n dB r i n e l lH a r d n e s so fM e t a l l i cM a t e r i a l sb yP o r t a b l eH a r d n e s sT e s t e r s等标准的术语、符号与定义以及相关的技术要求、技术指标和测试方法。本规范给出了携带式洛氏硬度计计量特性的校准条件、校准项目和校准方法。本规范为首次发布。J J F1 5 9 42 0 1 6携带式洛氏硬度计校准规范1 范围本规范适用于按G B/T2 3 0.1进行洛氏硬度试验的携带式洛氏硬度计的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G1 1 22 0 1 3 金属洛氏硬度计(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)J J G1 1 3 标准金属洛氏硬度块(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)J J G1 4 4 标准测力仪G B/T2 3 0.1 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)G B/T2 3 0.2 金属材料 洛氏硬度试验 第2部分:硬度计(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)的检验与校准凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 概述3.1 原理洛氏硬度的试验原理是:在初试验力F0及总试验力F先后作用下,将金刚石圆锥压头或规定直径的球压头压入试样表面,经规定的保持时间,卸除主试验力F1,测量保留初试验力F0时的压痕残余深度h,根据h值及常数N和S,用式(1)计算洛氏硬度值。HR=N-hS(1)式中:HR 洛氏硬度值;N 给定标尺的硬度数;h 卸除主试验力后,在初试验力下压痕残留的深度(残余压痕深度),mm;S 给定标尺的单位数,mm。常用洛氏硬度计算公式和洛氏标尺见表1。1J J F1 5 9 42 0 1 6表1 常用洛氏硬度标尺硬度标尺压头类型初试验力F0/N主试验力F1/N总试验力F/N硬度值计算公式使用范围HR A金刚石圆锥体HR BW1.5 8 75mm球HR C金刚石圆锥体9 8.0 74 9 0.35 8 8.41 0 0-h0.0 0 2(2 08 8)HR A8 8 2.69 8 0.71 3 0-h0.0 0 2(2 01 0 0)HR BW13 7 314 7 11 0 0-h0.0 0 2(2 07 0)HR CHR 1 5 N金刚石圆锥体HR 3 0 N金刚石圆锥体HR 4 5 N金刚石圆锥体HR 1 5 TW1.5 8 75mm球HR 3 0 TW1.5 8 75mm球HR 4 5 TW1.5 8 75mm球2 9.4 21 1 7.71 4 7.12 6 4.82 9 4.24 1 1.94 4 1.31 1 7.71 4 7.12 6 4.82 9 4.24 1 1.94 4 1.31 0 0-h0.0 0 1(7 09 4)HR 1 5 N(4 28 6)HR 3 0 N(2 07 7)HR 4 5 N(6 79 3)HR 1 5 TW(2 98 2)HR 3 0 TW(1 07 2)HR 4 5 TW 携带式洛氏硬度计(以下简称硬度计)主要用于大型、异形及复杂零部件的洛氏硬度现场测试,可以满足工业生产等领域特殊零部件的洛氏硬度测试要求。3.2 硬度计结构硬度计按外形结构可分为C型、井型、磁力式等类型。硬度计由支座、加力手轮、力值指示表、示值读数鼓轮或指示装置、砧座及压头等部件组成,见图1至图3。图1 C型洛氏硬度计1加力手轮;2读数鼓轮;3力值指示表;4压头;5砧座;6手柄图2 井型洛氏硬度计1力值指示表;2手柄;3加力手轮;4示值指示表;5压头;6试样;7砧座2J J F1 5 9 42 0 1 6图3 磁力式洛氏硬度计1加力手轮;2读数鼓轮;3力值指示表;4磁力吸盘;5磁力开关手柄;6适配器;7压头;8试样4 计量特性 计量特性条文中给出的技术指标不是用于合格性判定,仅供参考。4.1 基本性能4.1.1 硬度计应有铭牌,铭牌上应标明产品名称、型号、编号、制造者名称等信息。4.1.2 硬度计的主轴、加力机构、升降机构等装置均应正常灵活地工作,传动部件及丝杆无晃动,不应有卡滞现象。4.2 指示装置4.2.1 模拟式指示装置的表盘应透明、标度盘的标度标记应清晰、正确、易于读数,刻线宽度与分度间隔应均匀一致;指针不得与标度盘、表盘有任何接触;指针尖端的宽度应不大于分度值的五分之一。在示值范围内指针的移动不得有任何卡滞或跳动现象。鼓轮的刻线应清晰完整、易于读数,刻线宽度与分度间隔应均匀一致。4.2.2 数字式指示装置的显示应清晰完整、连续、稳定。4.2.3 模拟式指示装置的分度值应不低于2个硬度单位,数字式指示装置的分辨力应不低于1个硬度单位。4.3 试验力4.3.1 初试验力F0(在主试验力F1施加前和卸除后)的偏差为3.0%。4.3.2 总试验力F的偏差为2.0%。4.4 硬度计示值硬度计示值的最大允许误差及示值重复性见表2。3J J F1 5 9 42 0 1 6表2 硬度计示值最大允许误差和示值重复性硬度标尺标准块的硬度范围示值最大允许误差示值重复性*HR A(2 07 5)HR A3HR A(7 58 8)HR A2.5 HR A0.0 3(1 0 0-H-)或1.2HRHR BW(2 04 5)HR B6HR B(4 58 0)HR B4.5HR B(8 01 0 0)HR B3HR B0.0 6(1 3 0-H-)或1.8HRHR C(2 07 0)HR C2.5HR C0.0 3(1 0 0-H-)或1.2 HRHR 1 5 N(7 09 1)HR 1 5 NHR 3 0 N(4 28 0)HR 3 0 NHR 4 5 N(2 07 0)HR 4 5 N3HR N0.0 6(1 0 0-H-)或1.8 HRHR 1 5 TW(7 39 3)HR 1 5 TWHR 3 0 TW(4 38 2)HR 3 0 TWHR 4 5 TW(1 27 2)HR 4 5 TW4.5HR T0.0 9(1 0 0-H-)或3.6 HR *有两个值时取其中较大值。注:H-为5点硬度平均值。5 校准条件硬度计应在(1 03 5)和相对湿度不超过8 0%的环境条件下进行校准,温度和湿度均应在校准记录或校准证书中注明。6 校准项目和校准方法校准项目及使用仪器见表3。表3 校准项目及使用仪器校准项目使用仪器名称使用仪器技术要求试验力标准测力仪0.3级及以上硬度计示值标准洛氏硬度块硬度范围见J J G1 1 22 0 1 3表96.1 校准前检查按4.1和4.2的要求,通过实际操作和观察进行基本性能和指示装置功能的检查。6.2 试验力的校准6.2.1 取下压头,将硬度计固定在支架上,使主轴垂直于水平面,将符合J J G1 4 4要求的标准测力仪的力传感器放置在砧座或底座上,使其受力点对准主轴轴线,转动加力手轮,使力值指示表读数至最大值,预压三次,将测力仪显示值置零。4J J F1 5 9 42 0 1 66.2.2 转动加力手轮,分别在力值指示表指示的初试验力及每级主试验力位置上读取标准测力仪的读数,每级试验力测量3次。试验力偏差按公式(2)计算:W=K-K0K01 0 0%(2)式中:W 试验力偏差;K0 试验力对应的标准测力仪示值;K 测力仪3次读数与K0相差最大的示值。6.3 硬度计示值的校准6.3.1 硬度计应使用符合J J G1 1 2要求的金刚石圆锥体压头和球压头。6.3.2 对于选定校准的标尺,按G B/T2 3 0.1的要求选用相应的试验力和压头。6.3.3 应使用符合J J G1 1 3要求的标准洛氏硬度块(以下简称标准块)进行硬度计示值校准。6.3.4 硬度计应对其使用的常用标尺进行校准,可从J J G1 1 22 0 1 3表9规定的硬度范围中选用带*号的标准块;对于单一标尺的校准,应从J J G1 1 22 0 1 3表9规定的硬度范围中至少选用一块硬度值接近试件硬度范围的标准块。6.3.5 校准前,先在标准块上至少试压3次,使硬度计各部位处于良好的工作状态。6.3.6 校准时,主试验力施加时间为(18)s;总试验力保持时间为(42)s;主试验力在(28)s内平稳卸除。6.3.7 在标准块的工作面上测定6点,第1点不计,其余5点均匀分布,两相邻压痕中心之间的距离及压痕中心至硬度块边缘的距离应不小于2mm。6.3.8 所测5点的硬度平均值与标准块硬度值之差即为该硬度计的示值误差;5点硬度值中最大值与最小值之差即为该硬度计的示值重复性b。硬度计示值误差按公式(3)计算:=Hm-Hb(3)式中:Hm 5点硬度的平均值;Hb 标准块的硬度值。硬度计示值重复性按公式(4)计算:b=Hm a x-Hm i n(4)式中:Hm a x 5点硬度测定值的最大值;Hm i n 5点硬度测定值的最小值。7 校准结果经过校准的硬度计发给校准证书,校准证书的内容及内页格式见附录C。5J J F1 5 9 42 0 1 68 复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身的质量等诸因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自行确定复校时间间隔。6J J F1 5 9 42 0 1 6附录A携带式洛氏硬度计校准记录内页格式证书编号 客户名称 温度 湿度%RH仪器名称 型号 编号制造商 依据的技术文件使用的计量标准器 标准器证书编号一、基本性能的检查:二、试验力校准试验力/N标准测力仪示值K0硬度计试验力测量值123与K0相差最大的示值K试验力偏差%三、硬度计示值校准HR标准块编号硬度值硬度计示值12345平均值示值误差示值重复性扩展不确定度U(k=2)校准员 核验员校准日期年月日建议复校周期 年7J J F1 5 9 42 0 1 6附录B携带式洛氏硬度计校准证书内页格式证书编号 一、试验力校准结果试验力/N标准测力仪示值K0与K0相差最大的示值K试验力偏差/%二、硬度计示值校准结果HR标准块编号硬度值硬度计示值平均值示值误差扩展不确定度U(k=2)注:校准证书的内容应符合J J F1 0 7 1 国家计量校准规范编写规则要求,由于各实验室对校准证书有各自的版式,本附录仅给出与校准结果相关部分的内页格式。8J J F1 5 9 42 0 1 6附录C携带式洛氏硬度计示值误差校准不确定度评定方法及示例C.1 概述C.1.1 测量对象携带式洛氏硬度计;C.1.2 测量标准标准洛氏硬度块;C.1.3 测量方法用符合J J G1 1 3中规定的(6 07 0)HR C标准块对硬度计进行示值测量。在每一硬度块上重复测量5次,5次测量的算术平均值和硬度块标准值之差即为硬度计的示值误差。C.2 测量模型=Hm-Hb式中:硬度计的示值误差,HR C;Hm 硬度计示值的算术平均值,HR C;Hb 硬度块的标准值,HR C。C.3 不确定度传播律输入量Hm和Hb彼此独立不相关,故u2()=c21u2(Hm)+c22u2(Hb)=u21()+u22()式中,c1=Hm=1 c2=Hb=-1。C.4 标准不确定度评定C.4.1 输入量Hm的标准不确定度u H()m的评定输入量Hm的标准不确定度来源主要由以下两部分构成:a)硬度计示值重复性引起的标准不确定度分项u H()m 1;b)硬度计的分辨力引起的标准不确定度分项u H()m 2。C.4.1.1 硬度计示值重复性引起的标准不确定度分项u Hm()1的评定硬度计的示值重复性来源于硬度计机构和标准硬度块的均匀度两个因素,由于硬度计示值是硬度计在标准硬度块上的不同区域测得的结果,其测量的特殊性是同一点不可能重复测试,所以硬度计示值重复性已包含了标准块均匀度对其示值的影响。采用A类方法进行评定。用一块硬度值为6 1.3HR C的标准块在一台硬度计上进行连续5次测量,得到一测量列,其测量结果的平均值和实验标准差见表C.1。9J J F1 5 9 42 0 1 6表C.1 测量结果的平均值和实验标准差序号测定的硬度值/HR C16 0.526 1.536 2.046 1.556 2.5示值算术平均值H-6 1.6实验标准差si0.7 4 实际测量中,每块标准块在重复性条件下连续测量5次,以该5次的算术平均值为测量结果。其不确定度按公式(C.1)计算。u H()m 1=sin(C.1)u H()m 1=0.3 3(HR C)C.4.1.2 硬度计的分辨力引起的标准不确定度分项u Hm()2的评定硬度计示值读数鼓轮的分度值为1个硬度单位,分辨力导致的示值误差限为0.5个 硬度单位。即其分散区的半宽a为0.5个硬度单位,由于被测量可能值出现在这一分散区间之内的任一点的概率相等,其变化服从矩形分布,采用B类方法进行评定。其不确定度按公式(C.2)计算。u H()m 2=ak=0.53=0.2 9(HR C)(C.2)C.4.2 输入量Hb的标准不确定度u H()b的评定标准块的不确定度由定值证书给出,采用B类评定方法进行评定。硬度值为6 1.3 HR C的标准块校准证书给出其扩展不确定度为0.3HR C,包含因子k=2,则u H()b=ak=0.32=0.1 5(HR C)C.5 合成标准不确定度C.5.1 主要标准不确定度汇总表主要标准不确定度汇总表见表C.2。表C.2 标准不确定度汇总表,不确定度来源a/HR Cku/HR C硬度计的示值平均值重复性Hm 10.3 310.3 3硬度计的分辨力Hm 20.530.2 9标准块证书给出的标准不确定度Hb0.320.1 5C.5.2 合成标准不确定度的计算01J J F1 5 9 42 0 1 6输入量Hm和Hb彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可按公 式(C.3)计算:u2c()h=hHmu H()m2+hHbu H()b2=c1u H()m2+c2u H()b2(C.3)uc()h=0.3 32+0.2 92+0.1 52=0.4 6(HR C)C.5.3 扩展标准不确定度的计算取包含概率p=9 5%,可取包含因子k=2,则:U=k uc()h。U=20.4 6=0.9 21.0(HR C)C.6 测量不确定度的报告与表示携带式洛氏硬度计示值误差测量结果的不确定度为:U=1.0HR C(k=2)11J J F1 5 9 42 0 1 6