金属材料维氏硬度试验检测结果测量不确定度的评定

1、金属材料维氏硬度试验检测结果测量不确定度的评定1概述测量方法依据GB/T 4340.1-2009金属维氏硬度试验 第1部分：试验方法。评定依据ISO/IEC 17025:2005检测和校准实验室能力的通用要求；JJF 1059.12012 测量不确定度评定与表示；GB/T 4340.2-2009金属维氏硬度试验 第2部分：硬度 计 的检验；GB/T 3101-1993有关量、单位和符号的一般原则；GB/T 8170-2008数值修约 规则。环境条件根据 GB/T 4340.1-2009试验方法标准的规定，试验一般在室温10 C35 C范围进行（除非另有规定）。本例评定的试验温度为 26 C苣C

2、 ,湿度为60% RH。测量设备应采用经计量部门检定合格的维氏硬度计，其准确度必须满足 GB/T 4340.2-2009 的规定。本例使用经计量单位检定合格的 FV-700型（日本）硬度计。被测对象采用满足国家标准GB/T 4340.1-2009要求的金属材料维氏硬度试样。测量过程根据GB/T 4340.1-2009,在规定环境条件下，对于满足标准要求的金属材料维氏 硬度试样借助于计量合格的维氏硬度计，选用方法标准规定的合适的试验力和压头下降 速度，采用标准规定的试验力保持时间及合适的压痕测量装置放大倍数测试压痕对角线平均值，通过查表或计算得到所测硬度值。作为实例，本文选用98.07 N试验力

3、、力保持 时间为15秒，在自动加力的情况下，测定维氏硬度值HV10）。建立测量模型根据GB/T 4340.1-2009标准，维氏硬度测试原理的测量模型为：月了 = 0.1891式中F 一试验力，Nd 一两压痕对角线长度d1和d2的算术平均值，mm测量不确定度来源的分析主要来源：两压痕对角线长度d1和d2算术平均值d的测量误差引起的不确定度 分量；试验力值误差所引起的不确定度分量；测量结果进行数值修约所导致的不确定 度 分量。在一些分量中又包括了检测人员测量过程及硬度计测量误差所带来的不确定 度分 量。标准不确定度分量的评定两压痕对角线长度d1和d2均值d的测量误差引起的标准不确定度分量u(d

4、)检测人员在测量压痕对角线长度d1和d2均值d时引入的标准不确定度分量u1(d)这可由多个测量人员多次重复测量的结果，用统计方法进行计算对角线的平均值 测量所引起的不确定度，此测量重复性引入的不确定度，不仅包含了多个测量人员的重 复性，也包含了试样材料的均匀性和稳定性对示值的影响，采用A类方法进行评 定经验表明，由于人员的重复性、硬度计的允许差、试样的均匀度等多种因素的影 响，使 得维氏硬度每点的测量值具有一定的分散性。特别是对于中标尺和低标尺，这种分散性 就更大。计算表明，不宜采用合并样本标准差来评定。为此，本方法建议采用贝塞尔公式计算出实验标准差S来计算标准不确定度，即：di 一两压痕对角

5、线长度d1和d2的平均值的第i次测试值，mmn一测试的总次数 压痕对角线长度总 平均值为：每个试样报出三个点的硬度测试值，即测试结果取观测列任一次值di (观测次数k 1 ),所以欲求的标准不确定度为：自由度此项评定的数据及计算结果见表1表表1d值的测量数据及标准不确定度分量计算表mm人次第一人第二人第三人d1值d1(mm)d2(mm)平均值d1(mm)d 2(mm)平均值d1(mm)d 2(mm)平均值次数10.29450.2942d (mm) 0.29440.29640.2952d (mm) 0.29580.29640.2952d (mm) 0.295820.29450.29610.295

6、30.29550.29520.29540.29640.29520.295830.29450.29330.29390.29640.29610.29620.29550.29520.295440.29360.29420.29390.29640.29520.29580.29740.29520.296350.29450.29520.29480.29550.29520.29540.29640.29520.295860.29640.29520.29580.29740.29710.29720.29740.29710.297270.29260.29610.29440.29550.29810.29680.2964

7、0.29810.297280.29450.29330.29390.29450.29520.29480.29640.29610.296290.29550.29330.29440.29740.29710.29720.29930.29140.2954100.29640.29710.29680.29840.29870.29900.29840.29900.2987110.29550.29420.29480.29840.29610.29720.29740.29610.2968120.29450.29610.29530.29740.29810.29780.29840.29810.2982总平均值j Jrf =DIJPdO理M试验标准差g 卜室-可=0.C013I