GB/T 43432.3-2023 金属材料 巴氏硬度试验 第3部分：标准硬度块的标定

　　ICS 19. 060 CCS N 71

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43432.3—2023

　　金属材料 巴氏硬度试验

　　第 3 部分:标准硬度块的标定

　　Metallicmaterials—Barcolhardnesstest—

　　Part3: Calibration ofreferenceblocks

　　2023-11-27发布 2024-06-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43432.3—2023

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　引言 Ⅱ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 标准块的制造 1

　　5 检测用标准维氏硬度机 1

　　6 标定方法 2

　　7 压痕数目 2

　　8 硬度值 2

　　9 硬度均匀度 2

　　10 标识 2

　　11 有效性 3

　　附录 A (资料性) 标准块标定的维氏硬度值(HV)与巴氏硬度值(HBa)换算表 4

　　附录 B (资料性) 巴氏标准硬度块硬度值的测量不确定度评定方法 5

　　参考文献 7

　　GB/T 43432.3—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 43432《金 属 材 料 巴 氏 硬 度 试 验》 的 第 3 部 分 。 GB/T 43432 已 经 发 布 了 以 下部分 :

　　— 第 2部分 :硬度计的检验与校准 ;

　　— 第 3部分 :标准硬度块的标定 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国机械工业联合会提出 。

　　本文件由全国试验机标准化技术委员会(SAC/TC122)归 口 。

　　本文件起草单位 : 中机试验装备股份有限公司 、沈阳天星试验仪器股份有限公司 、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 、吉林大学 、泉州市丰泽东海仪器硬度块厂 、广州大学 、广东石油化工学院 、长沙戴卡科技有限公司 、中机试验装备(江苏)有限公司 。

　　本文件主要起草人 :任霞 、张路明 、石伟 、赵宏伟 、陈俊薪 、徐忠根 、朱冠华 、刘军 、马伟 。

　　Ⅰ

　　GB/T 43432.3—2023

　　引 言

　　GB/T 43432《金属材料 巴氏硬度试验》旨在规范巴氏硬度的试验方法和试验仪器的检验 ,拟由三个部分构成 。

　　— 第 1部分 :试验方法 。 目的在于确立巴氏硬度试验需遵循的程序和方法 。

　　— 第 2部分 :硬度计的检验与校准 。 目的在于规定巴氏硬度计需满足的技术要求和检验校准方法 。规定了检验硬度计基本功能的直接检验法和用于检验硬度计综合性能的间接检验法 。

　　— 第 3部分 :标准硬度块的标定 。 目的在于确定巴氏标准硬度块需满足的技术要求和标定方法 。

　　Ⅱ

　　GB/T 43432.3—2023

　　金属材料 巴氏硬度试验

　　第 3 部分:标准硬度块的标定

　　1 范围

　　本文件规定了按 GB/T 43432. 2对巴氏硬度计进行间接检验所用的巴氏标准硬度块(以下简称标准块)的标定方法 。

　　本文件适用于巴氏标准硬度块的标定 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 4340. 3—2012 金属材料 维氏硬度试验 第 3部分 :标准硬度块的标定

　　GB/T 36416. 1 试验机词汇 第 1部分 :材料试验机

　　3 术语和定义

　　GB/T 36416. 1 界定的术语和定义适用于本文件 。

　　4 标准块的制造

　　4. 1 标准块应专门制造 。标准块的制造工艺应能保证标准块获得必要的均质性 、组织稳定性和硬度的均匀性 。

　　4.2 标准块的几何尺寸和技术要求应符合表 1 的规定 。

　　表 1 标准块的几何尺寸和技术要求

　　几何尺寸

　　mm

　　试验面和支承面的平面度

　　mm

　　试验面和支承面的平行度

　　mm/mm

　　试验面和支承面的

　　表面粗糙度 Raa

　　μm

　　直径

　　厚度

　　28~ 40

　　0. 8±0. 1

　　≤0. 05

　　≤0. 05/50

　　≤0. 4

　　a 测量表面粗糙度的取样长度为 0. 8 mm (见 GB/T 3505—2009的 3. 1. 9) 。

　　4.3 标准块的试验面和支承面不应有裂纹或划伤等缺陷 。

　　5 检测用标准维氏硬度机

　　5. 1 使用标准维氏硬度机进行标定 ,标准维氏硬度机应符合 GB/T 4340. 3—2012中第 4章的规定 。

　　1

　　GB/T 43432.3—2023

　　5.2 用于检验和校准标准维氏硬度机的计量器具应能溯源到国家基准 。

　　6 标定方法

　　6. 1 巴氏硬度量值采用间接方式进行量值溯源 , 即先在标准维氏硬度机上标定标准块的维氏硬度值(HV) ,再通过附录 A将维氏硬度值换算为巴氏硬度值(HBa) 。

　　6.2 标准块应在(23±5) ℃温度范围内 ,按照 GB/T 4340. 3—2012中第 5 章的规定的试验方法 ,在本文件第 5 章描述的标准机上进行标定 。标定过程中 ,温度的波动不宜超过 1 ℃ 。

　　7 压痕数目

　　在每一标准块的试验面 上 压 出 5 个 压 痕 , 压 痕 应 均 匀 分 布 。 分 别 测 定 5 个 压 痕 对 应 的 维 氏 硬 度值 ,再将 5个压痕的维氏硬度值通过附录 A换算成巴氏硬度值 。

　　8 硬度值

　　将测得 的 5 个 压 痕 的 巴 氏 硬 度 值 以 从 小 到 大 递 增的 次序 排 列 为 HBa1 、HBa2 、HBa3 、HBa4 和HBa5 。按公式(1)计算 5个压痕巴氏硬度值的算术平均值 HBa,该平均值为标准块的标定值 。

　　9 硬度均匀度

　　9. 1 标准块的硬度均匀度 J 用 5个巴氏硬度值中的最大值 HBa5 与最小值 HBa1 之差表示 ,按公式(2)

　　计算 ,结果应符合表 2 的要求 。

　　J = HBa5 - HBa1 ……………………( 2 )

　　9.2 应确定标准块平均硬度值的测量结果不确定度 ,示例见附录 B。

　　表 2 标准块的硬度范围和硬度均匀度

　　硬度计型式

　　硬度范围

　　硬度均匀度

　　A 型

　　82 HBaA~ 89 HBaA

　　≤1. 5 HBaA

　　42 HBaA~ 55 HBaA

　　≤2. 0 HBaA

　　B 型

　　82 HBaB~ 89 HBaB

　　≤1. 5 HBaB

　　C 型

　　42 HBaC~ 55 HBaC

　　≤2. 0 HBaC

　　注 : 对于特殊要求的硬度块 ,其硬度范围可不受上述规定的限制 。

　　10 标识

　　10. 1 每一标准块应标记下列内容 :

　　a) 标定时测得的硬度值的算术平均值 ,如 88. 0 HBaA;

　　b) 供应商或制造者的名称或标志 ;

　　2

　　GB/T 43432.3—2023

　　c) 编号 ;

　　d) 校准机构的名称或标志 ;

　　e) 标定年份(若在编号中未标出) 。

　　10.2 交付的标准块应附有证书 ,该证书应至少包含以下内容 :

　　a) 注明执行本文件 , 即 GB/T 43432. 3;

　　b) 标准块的标识 ;

　　c) 标定日期 ;

　　d) 标准块的硬度值及均匀度(见第 8章和第 9章) 。

　　11 有效性

　　标准块标定的有效期不宜超过两年 。

　　3

　　GB/T 43432.3—2023

　　附 录 A

　　(资料性)

　　标准块标定的维氏硬度值(HV)与巴氏硬度值(HBa)换算表

　　标准块标定的维氏硬度值(HV)与巴氏硬度值(HBaA)换算关系见表 A. 1。

　　表 A. 1 铝合金维氏硬度(HV)与巴氏硬度(HBaA)换算值

　　维氏硬度/HV5

　　巴氏硬度/HBaA

　　维氏硬度/HV5

　　巴氏硬度/HBaA

　　27

　　41

　　60

　　66

　　28

　　42

　　62

　　67

　　29

　　43

　　65

　　68

　　29. 7

　　44

　　67

　　69

　　30. 3

　　45

　　70

　　70

　　31

　　46

　　72

　　71

　　32

　　47

　　75

　　72

　　33

　　48

　　78

　　73

　　34

　　49

　　81

　　74

　　35

　　50

　　85

　　75

　　36

　　51

　　88

　　76

　　38

　　52

　　92

　　77

　　39

　　53

　　95

　　78

　　40

　　54

　　99

　　79

　　41

　　55

　　103

　　80

　　43

　　56

　　108

　　81

　　44

　　57

　　112

　　82

　　45

　　58

　　117

　　83

　　47

　　59

　　121

　　84

　　49

　　60

　　126

　　85

　　50

　　61

　　131

　　86

　　52

　　62

　　137

　　87

　　54

　　63

　　142

　　88

　　56

　　64

　　148

　　89

　　58

　　65

　　155

　　90

　　注 : 表内间隔数值可用插值法计算 。

　　4

　　GB/T 43432.3—2023

　　附 录 B

　　(资料性)

　　巴氏标准硬度块硬度值的测量不确定度评定方法

　　B. 1 标准块硬度值的合成标准不确定度评定方法

　　标准块硬度值的合成标准不确定度按照公式(B. 1)计算 :

　　uCRM ……………………( B. 1 )

　　式中 :

　　uCRM — 标准块硬度值的合成标准不确定度 ;

　　uCM — 维氏硬度标准机引入的标准不确定度分量 , 由其证书或检定系统表(见 JJG 2026)得知 ; uxRM — 标准块均匀度引入的标准不确定度分量 。

　　B.2 不确定度计算过程

　　B.2. 1 概述

　　不确定度的具体计算过程见 B. 2. 2~B. 2. 5,计算结果见表 B. 1。

　　维氏硬度标准机的扩展不确定度 UCM ,rel=1. 2% (k= 3) 。

　　表 B. 1 标准块的校准结果

　　内容

　　维氏硬度值HV

　　巴氏硬度值HBa

　　序号 1

　　140. 1

　　87. 6

　　序号 2

　　138. 9

　　87. 4

　　序号 3

　　138. 0

　　87. 2(最小值)

　　序号 4

　　141. 9

　　88. 0(最大值)

　　序号 5

　　138. 9

　　87. 4

　　硬度平均值H

　　139. 6

　　87. 5

　　标准差 sH

　　1. 51

　　0. 30

　　B.2.2 维氏硬度工作基准引入的标准不确定度分量 uCM

　　基准引入的标准不确定度分量为 :

　　维氏硬度工作基准的相对扩展不确定度为 UCM ,rel=1. 2%(k= 3)(见 JJG 2026) ,则由维氏硬度工作

　　换算为巴氏硬度值为:uCM=0. 11 HBa

　　B.2.3 标准块均匀度引入的标准不确定度分量uxRM

　　由 9. 1 可知标准块均 匀 度 为 0. 8HBa,按 照 极 差 法 计 算 , 则 标 准 块 均 匀 度 引 入 的 标 准 不 确 定 度 分

　　5

　　GB/T 43432.3—2023

　　量为 :

　　B.2.4 合成标准不确定度

　　各分量相互独立 ,按照公式(B. 1)计算合成标准不确定度 ,结果见表 B. 2。

　　表 B.2 合成标准不确定度汇总表

　　序号

　　标准不确定度来源

　　评定类型

　　置信因子

　　影响量

　　不确定度分量

　　1

　　维氏硬度工作基准引入的标准不确定度分量 uCM

　　B

　　3

　　1

　　0. 11 HBa

　　2

　　巴氏标准块均匀度引入的标准不确定度分量uxRM

　　A

　　—

　　1

　　0. 20 HBa

　　合成标准不确定度uCRM

　　0. 23 HBa

　　B.2.5 扩展不确定度

　　取 k= 2,则标准块测量结果的扩展U(不)0(度).5(为)H:Ba(k= 2)

　　6

　　GB/T 43432.3—2023

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 3505—2009 产品几何技术规范(GPS) 表面结构 轮廓法 术语 、定义及表面结构参数

　　[2] GB/T 43432. 2 金属材料 巴氏硬度试验 第 2部分 :硬度计的检验与校准

　　[3] JJG 2026 维氏硬度计量器具检定系统