金属材料快速压痕(布氏)硬度试验方法-编制说明

1、国家标准金属材料快速压痕（布氏）硬度试验方法（征求意见稿）编制说明一 .工作概况1. 任务来源本标准修订的依据是：国家标准化管理委员会国标委发201860号文件国家标准化管理委员会关于下达2018年第三批国家标准修订计划的通知，计划编号20181926-T-605，项目名称金属材料快速（布氏）硬度试验方法。标准主要起草单位：沈阳天星试验仪器有限公司、钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院等，计划于2020 年完成。2. 标准起草过程起草阶段：自本标准修订计划项目下达后，沈阳天星试验仪器有限公司就组织有关标准化人员和技术人员认真研究并翻译了美国标准ASTM E103-84 （2017 ）金属材料快

2、速压痕硬度标准试验方法，收集了国内外多种测深法快速布氏硬度计的技术资料，结合国内外测深法快速布氏硬度计的制造、使用和检验的实际情况，对美国标准进行了认真的研究与分析，在此基础上，决定本项目参照美国标准ASTM E103-84 （ 2017）金属材料快速压痕硬度标准试验方法修订国标。根据既定的标准制修订原则，标准主要起草人按照国家标准GB/T 1.1-2009 给出的编写规则，编写了国家标准GB/T24523 20xx金属材料快速（布氏）硬度试验方法（征求意见稿）。在编写过程中，标准起草人逐条逐句地对旧版标准GB/T24523 2009 和美国标准 ASTM E103-84 （ 2017）进行了

3、对比分析，针对旧版标准GB/T24523 2009 与美国标准ASTM E103-84 （2017）严重不符的问题，正确理解原文内容，努力查找原因，做出正确判断，力争使本标准的技术内容既忠实于美国标准原文，又纠正其错误，还要符合中文语言的表述习惯，力求概念准确，表达清楚，使其通俗易懂，便于使用。工作组及有关专家研讨后，对标准草案初稿进行了认真的修改，于2020 年 2 月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，报全国钢标委力学及工艺试验方法分委员会秘书处。征求意见阶段：2020 年 2 月 8 日，由全国钢标委力学及工艺性能试验方法分委员会秘书处将标准征求意见稿和编制说明发送到力学及工艺性

4、能试验方法分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求意见，同时在国家标准制修订工作管理信息系统 、钢铁标准网公开征求社会意见，为期 2 个月时间。二 . 标准编制原则和主要技术内容1. 标准编制原则修改本标准的目的主要是为贯彻落实我国“积极采用国际标准和国外先进标准”的重要技术经济政策，解决旧版标准技术内容滞后，与国外先进标准严重不符的问题，使我国测深法快速布氏硬度计在性能特征、技术指标、检验与校准方法等方面的国家标准内容与国外先进标准完全接轨，有利于测深法快速布氏硬度计这种先进的现场快速硬度检测仪器在中国的进一步推广应用。2. 标准的主要内容说明本标准参考 ASTM E103 84（ 201

5、7）金属材料快速压痕硬度标准试验方法对GB/T24523 2009金属材料快速（布氏）硬度试验方法进行修订。与GB/T 24523 2009 相比，本标准进行了较大范围的修改，主要技术变化包括：修改了前言；修改了引言；修改了第 1 章范围；修改了第 2 章规范性引用文件；删除了第3 章符号及说明；修改了第4 章原理；增加了第 7 章硬度合格判定；删除了第9 章硬度计的检验与校准；删除了第10 章标准硬度块的标定；删除了附录A （资料性附录）本标准章条编号与ASTM E103 84（2002 ）章条编号对照；删除了附录B（资料性附录）本标准与ASTM E103 84（ 2002）技术性差异及其原

6、因；删除了附录C（规范性附录） 硬度计的检验与校准；重新编写了附录 A （规范性附录）快速压痕硬度计的检验与校准；删除了附录D （规范性附录）使用者对金属快速压痕（布氏）硬度计的日常检验，其技术内容合并到附录A ；将附录 E（资料性附录）硬度值测量的不确定度改为附录 B 。本标准对。现就本标准技术内容的具体编制情况说明如下：1）前言本标准按照GB/T 1.1 2009 给出的规则重新起草了前言，2）引言本标准删除了GB/T24523 2009 的引言。由于 ASTM E103 84（ 2017）第 4 章“意义与用途”的内容很重要，但是与中国标准 GB/T1.1 2009 给出的结构模式不符，

7、因此将这部分内容作为本标准的引言。3）范围本标准删除了GB/T24523 2009 范围的全部内容。本标准参考了 ASTM E103 84（ 2017）中范围的部分内容，按照 GB/T 1.1-2009 要求进行了重新编写。4）规范性引用文件与 GB/T24523 2009 相比，本标准删除了引用标准GB/T7997 。5）符号及说明由于 本标准正文及附录A （规范性附录）中没有使用符号，故准删除了2009 版的第 3章符号及说明。6）原理本标准修改了GB/T24523 2009 的第 4 章原理。与 GB/T24523 2009 相比，本标准对快速压痕硬度试验原理的描述不同，本标准述及：“快

8、速压痕硬度试验，是在规定条件下，使用已校准的仪器对碳化钨合金球压头施加试验力，使其压入材料表面，并测量压痕深度的一种硬度试验方法。压痕的深度可以从试样表面或施加初试验力形成的参考位置开始测量。深度的测量结果被转化为相应硬度标尺下的布氏硬度值” 。 GB/T24523 2009 对试验原理的描述是： “对一定直径的硬质合金球施加一定的试验力（包括初试验力和工作试验力） ，将其压人试样表面，经规定的保持时间后，卸载工作试验力，测量在初试验力下加卸载工作试验力前后压头位置差值（深度值）。 ”。7）试验设备本标准的第 4 章试验设备采用了 ASTM E103 84（ 2017 ）第 5 章试验设备的全

9、部内容。与 GB/T24523 2009 第 5 章试验设备相比，本标准删除了关于硬度计应能施加初试样力的规定；删除了关于硬度计应具有的各种软件功能的规定；删除了关于硬度计的测试结果应具有抗各种污物影响的规定。与 GB/T24523 2009 相比，本标准增加了关于硬度块的规定。标准硬度块应符合GB/T231.3 的规定。此外，还可以用工件本体或用实际工件制作的样品代替标准硬度块检验硬度计，其硬度值应采用符合GB/T231.2 规定的台式布氏硬度计检验，测得的硬度值应标记在工件或样品的合适部位。8）试样本标准的第5 章试样，采用了ASTM E103 84（2017）第 6 章试样的全部内容。与

10、ASTME103 84（ 2017）相比，本标准增加了如下内容：“快速压痕硬度计所测试的试样，主要是在生产现场需要快速检验硬度的批量生产的实际工件。”与 GB/T24523 2009 第 6 章试样相比，本标准增加了“快速压痕硬度计所测试的试样，主要是在生产现场需要快速检验硬度的批量生产的实际工件。 ”的规定；本标准还删除了关于快速压痕硬度计用于曲面试样的规定；修改了关于试样厚度的规定。9）试验程序本标准的第6 章试验程序采用了ASTM E103 84（ 2017 ）第 7 章试验程序的大部分内容，只是将关于试验力大小的规定移到了第4 章的 4.2 试验力和球。与 GB/T24523 2009

11、 第 7 章试验方法相比，本标准删除了关于试验温度的规定；删除了关于初试验力大小的规定；删除了关于试验力和球直径如何选择的规定；删除了关于试验循环时间的规定。10）硬度合格判定与 GB/T24523 2009 相比，本标准增加了第7 章硬度合格判定。第7 章采用了ASTME103 84（ 2017）第 8 章硬度合格判定的全部内容。11）试验报告本标准的第 8 章试验报告全部采用了 ASTM E103 84（ 2017）第 9 章试验报告的内容。与 ASTM E103 84（ 2017 ）相比，本标准增加了关于试验日期的规定。与 GB/T24523 2009 相比，本标准增加了关于总试验力、球

12、压头直径及试验日期的规定，删除了关于与试样有关的资料、试验温度、不在本标准规定之内的操作及影响试验结果的各种细节等内容。12）硬度计的检验与校准本标准删除了 GB/T24523 2009的第 9 章硬度计的检验与校准。13）标准硬度块的标定本标准删除了 GB/T24523 2009的第 10 章标准硬度块的标定。14）附录 A （规范性附录）快速压痕硬度计的检验与校准本标准删除了 GB/T24523 2009的附录 A （资料性附录） “本标准章条编号与 ASTME103 84（ 2002）章条编号对照” 。这部分内容没有必要。本标准采用ASTM E103 84（ 2017）附录 A “快速压

13、痕硬度计的检验”的内容作为本标准的附录A 。本标准在附录A 中规定了范围、一般要求、直接检验、间接检验、日常检验及检验报告等内容。本标准纠正了ASTM E103 84（ 2017）附录 A 中的如下错误：a. 在 ASTM E103 84（2017 ）附录 A 的中规定：“应使用准确度至少为2.0或 3.6 °F的仪器测量检测点的温度” 。而在和中规定：检验报告中应包括“检验时的环境温度，精确到1。”显然，使用准确度为 2.0的测温仪器测量检测点的温度，是不能精确到1的。因此，本标准在中规定：“应使用准确度为1的温度计测量检测地点的环境温度”。b. 在 ASTM E103 84（ 2

14、017）附录 A 的中规定：“压痕深度测量装置应在硬度计的工作深度范围内检验，检验设备应使用标准线纹尺、量块或其他准确度不低于0.005mm 的长度测量设备” 。而在中规定：“深度测量装置应能正确指示压痕深度，准确度应达到± 0.005mm”。显然，根据计量常识，使用准确度为 0.005mm 的长度测量设备，不可能对准确度达到± 0.005mm 的深度测量装置进行检验或校准。因此，本标准在中规定：“压痕深度测量装置应在硬度计的工作深度范围内检验，检验设备应使用标准线纹尺、量块或其他准确度不低于 0.001mm 的长度测量设备” 。本标准附录A 的内容可以代替GB/T2452

15、3 2009 的附录 C（规范性附录）硬度计的检验与校准，因为GB/T24523 2009 附录 C 的内容与ASTM E103 84（2017）附录 A 严重不符，因此，本标准直接删掉了GB/T24523 2009 的附录 C。15）关于快速压痕硬度计的精度要求在本标准的附录A 中给出了如下涉及快速压痕硬度计精度的规定：a. 在 A3 直接检验中，对硬度计试验力的要求是：“ 每个试验力的准确度应达到标称值的 2%以内。 ”b. 在 A3 直接检验中，对硬度计深度测量装置的要求是：“准确度应达到±0.005mm ”。c. 在 A4 间接检验中规定： “压痕平均直径相对于标准硬度块上标

16、准压痕平均直径的偏差应不超过 2%”。d. 在 A4 间接检验中还规定： “当快速布氏硬度计显示工件或样品的布氏硬度值时，显示值与工件或样品标示值的偏差应超过3%”。16）附录 B（资料性附录）硬度测量值的不确定度评定与 ASTM E103 84（ 2017 ）相比，本标准增加了附录B（资料性附录）硬度测量值的不确定度评定。本标准附录B 的内容与GB/T24523 2009 附录 E 基本一致。17）关于 GB/T24523 2009 的附录 B本标准删除了GB/T24523 2009 的附录 B（资料性附录）本标准与ASTM E103 84（2002 ）技术差异及其原因。18）关于 GB/T

17、24523 2009 的附录 D本标准删除了GB/T24523 2009 的附录 D （规范性附录）使用者对金属快速（布氏）硬度计的日常检验。其技术内容合并到附录A 。三 .主要试验验证情况及预期经济效果为了验证国内外快速压痕硬度计的测量精度是否可以达到本标准规定的技术要求，标准起草单位使用瑞士Ernst 公司生产的AT130 型快速布氏硬度计和沈阳天星试验仪器有限公司生产的PHBR200 型布洛硬度计进行了验证试验。同时，委托中能科仪（北京）科技发展有限公司使用该公司生产的ZN150RDR 型现场快速布氏硬度计进行了验证试验。三种仪器在试验条件相近的情况下，测试硬度范围相近的试样，测试结果： 三种仪器测量的压痕平均直径相对于标准硬度块上标准压痕平均直径的偏差都不超过2%。三种仪器显示的布氏硬度值，显示值与工件标示值的偏差都不超过3%。四 .涉及专利情况