GB∕T 230.1-2018 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法

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H22

中华人民共和国国家标准

GB/T230.⒈-2018

代替GB/T230.1-2009

金属材料洛氏硬度试验

第

1部分:试验方法

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(Iso6508-1:2016,MOD)

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发布

201B-1⒉01实施

国家市场监督管理总局

中国国家标准化管理委员会

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GB/T2301-—2018

本部分起草单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院、国家钢铁及制品质量监督检验中心、上

海尚材试验机有限公司、沈阳天星试验仪器有限公司、上海出人境检验检疫局工业品与原材料检测技术

中心、宝山钢铁股份有限公司、国家有色金属质量监督检验中心、首钢集团有限公司。

本部分起草人:杜小强、高怡斐、董莉、袁月兰、钱宝根、张凤林、吴益文、方健、李璞、张娟、王萍。

本部分所代替标准的历次版本发布情况为:

———GB/T23o—

1983、GB/T230-1991、GB/T2301-2004、GB/T23o1-2009;

———GB/T1818—

1979、GB/T1818-1994。

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GB/T230⒈-2018

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查当金刚石圆锥表面和顶端球面是经过抛光的,且抛光至沿金刚石圆锥轴向距离尖端至少

04mm,试验适用范

围可延伸至10HRC。

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洛氏硬度符号

洛氏硬度值

注1:GB/T230的以前版本允许使用钢球压头,并加后缀s表示。

注2;HR30Tsm和HR15Tsm在附录A进行了定义,使用大写s和小写m来表明使用钢球压头和金刚石试样支

撑台.

5试验设备

51硬度计

硬度计应能按表1和表2的部分或全部标尺及第7章的要求施加试验力,并符合GB/T2302—

2012或JJG112的规定。

52金刚石圆锥体压头

金刚石圆锥压头应满足GB/T2302-2012或JlG1t2的要求,压头锥角应为

120°,顶鄯曲率半径

应为02mm,可以证实用于以下试验:

——仅作为洛氏硬度标尺使用

;

——

仅作为表面洛氏硬度标尺使用;

——

同时作为洛氏硬度标尺和表面洛氏硬度使用,

53球形压头

碳化钨合金球形压头的直径为15875mm或3175mm,并符合GB/T2302—⒛12的要求。

注1:球形压头通常由一个压头球和压头体组成.如果接触试样的端部为球形的单体压头满足GB/T2302-2012

中631尺寸、形状、抛光、硬度的要求以及满足GB/T犯02-2012中632的性能要求,这种端部为球形的单

体压头也可以使用.

注2:碳化钨合金球形压头为标准型洛氏硬度压头,钢球压头仅在HR30Tsm和HR15Tsm时使用,见附录A,

6试样

61除非材料标准或合同另有规定,试样表面应平坦光滑,并且不应有氧化皮及外来污物

,尤其不应有

油脂。在做可能会与压头粘结的活性金属的硬度试验时,例如钛;可以便用某种合适的油性介质,例如

煤油。使用的介质应在试验报告中注明.

62试样的制备应使受热或冷加工等因素对试样表面硬度的影响减至最小。尤其对于压痕深度浅的

试样应特别注意.

63附录B给出了洛氏硬度与试样最小厚度关系图,对于用金刚石圆锥压头进行的试验

,试样或试验

层厚度应不小于残余压痕深度的10倍;对于用球压头进行的试验,试样或试验层的厚度应不小于残余

压痕深度的15倍。除非可以证明使用较薄的试样对试验结果没有影响。通常情况下

,试验后试样的背

面不应有变形出现。对于特别薄的薄板金属,应符合HR30Tsm和HR15TSm标尺的特别要求,见附

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GB/T230,1-2018

为压痕直径的25倍。

8结果的不确定度

一次完整的不确定度评定宜依照测量不确定度表示指南JJF1059.1进行。对于硬度,与来源类型

无关,有以下两种测量不确定度的评定方法可供选择

:

一

基于在直接校准中对所有出现的相关不确定度分量的评定,参考EURAMETGuide

CCr16[3],

——基于用标准硬度块(有证标准物质)进

行间接校准[2J·口,测定指导参见附录G。

9试验报告

除非另有规定,试验报告应至少包括以下内容:

a,GB/T230的本部分编号

;

b)与试样有关的详细资料,包括试样表面的曲率

;

o如果试验温度不在10C~35℃之间,应注明试验温度

;

Φ以42的格式表示的试验结果

;

Θ不在本部分规定之内的操作或可选操作

;

D可能影响试验结果的各种细节

;

g)如果总试验力的保持时间超过6s,应注明总试验力的倮持时间

;

h)试验日期

;

i)如果转换威其他硬度,转换的依据和方法应注明(参见GB/T33362u凵

)。

10换算成其他硬庋或抗拉强度值

尚无普遍适用的方法将洛氏硬度值精确地换成其他硬度或抗拉强度,因此应避免这种换算,除非通

过对比试验得到可比较的换算方法(参见GB/T3336沙

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)。

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GB/T2301-ˉ2018

附录B

(规范性附录)

洛氏硬度与试样最小厚度关系

图B,1、图B2和图B。3给出了试样或试验层的最小厚度。

说明:

X——洛氏硬度

;

Y——试样最小厚度,单位为毫米

囡B1用佥刚石圆锥压头试验(A、C、和D标尺)

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GB/T230,⒈-2018

说明:

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图B3表面洛氏硬度试验(N和T标尺)

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GB/T2301-2018

表C.1硬度计允许的重复性范围和偏差

示例1:—个低硬度值的HRC标准硬度块有以下的日常检查结果

:

240HRC和孔2HRC

按照式(C.2)得出:Ff=246HRC,按照式(C3)得出:厂=12HRC硬

度单位。

查表

C1,对于该HRC标尺,HRC为246时允许的重复性范围为002×(100-246)=151HRC

硬度单位。因为151HRC硬度单位比08HRC硬度单位大,所以,对于这个标准硬度块,硬度计的允

许重复性范围是151HRC硬度单位。

因为r=12HRC硬度单位,所以硬度计的重复性是可接受的。

12

洛氏硬度标尺标准硬度块的硬度值范围

允许偏差乙

洛氏单位

允许的硬度计重复性范围严

A

20HRA~75HRA

>75HRA~95HRA

±2HRA

±15HRA

≤002×(l00-万)或

08洛氏单位、

B

10HRBW~45HRBW

>d5HRBW~8oHRBW

>80HRBW~100HRBW

±4HRBW

±3HRBW

±2HRBW

≤0⒁×(130-Ff)或

12洛氏单位b

C10HRC-70HRC

±15HRC

≤002×(1∞一万)或

08洛氏单位b

D

衽0HRD~7oHRD

>70HRD~77HRD

±2HRD

±15HRD

≤002×

(100一万)或

08洛氏单位“

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≤004×(130-万)或

12洛氏单位b

F

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12洛氏单位·

G

30HRGW~50HRGW

>50HRGW~75HRGW

)75HRGW~94HRGW

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±⒋5HRGW

±3HRGw

≤00d×(130-石〉或

12洛氏单位b

H80HRHW~1ooHRHW

±2HRHw

≤004×(130一万)或

12洛氏单位b

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40HRKW~6oHRKW

>60HRKW~80HRKW

>80HRKW~l0oHRKW

±4HRKw

±3HRKw

±2HRK`V

≤00返×(130-万)或

12洛氏单位b

15N、30N、45N

所有范围

±2HRN

≤00遮×(100一万)或

12洛氏单位1

15T、30T、45T

所有范围

±3HRTW

≤006×(100-万)或2⒕洛氏单位b

万是平均硬度值,

使用两个数值中较大的一个。

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GB/ⅡzaO·⒈ˉ2oi8

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附录D

(规范性rl+=》

佥刚石压头的裣查

经验觏浒多初蛤状态良妊的压头:在

使用

-段时间以后出现缺馋,遘是自亍表面的小繁纹

、∷

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珙缺陷肝致。如果熊及时检查出这些缺陷并苒次研蘑Ⅱ许多庙头仍能继续使用,否则任柯小缺陷都会很

快恶化.导致珏头掇废冷因此对压头表面在营次使用和使用-定时间后需骥用合适酌光学装

置《显馓

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等)进

行猃查

,

—=若发现废头表面有缺焰

,nlJ认为压头已经矢效,

——应镎G〃r2gO艹⒛12申

馋规定对重新研蘑或修复的唇头进行粳准∮

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GB/T2301—2018

表E3表面洛氏硬度试验(15N、30N和45N标尺)‰

b

表E4表面洛氏硬度试验(15T、30T和犸T标尺)陆

b

表面洛氏硬度读数

曲率半径/mm

163256595125

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(55)

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宣修正值仅为近似值,代表从表中给出曲面上实测平均值.精确至

05个表面洛氏硬度单位,

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柱面的试验结果受主轴及V型试样支座与压头同轴度、试样表面粗糙度及圆柱面平直度综合影响.

‘括号中的修正值

,经协商后方可使用.

表面洛氏硬庹读数

曲率半径/Ⅲm

325895125

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(115)·

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’修正值仅为近似值

,代表从表中给出曲面上实测平均值。精确至05个表面洛氏硬度单位。

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柱面的试验结果受主轴及V型试台与压头同轴度、试样表面粗糙度及圆柱面平直度综合影响。

‘括号中的修正值,经协商后方可使用。

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GB/T230⒈-2018

附录G

(资料性附录)

硬度测量值的不确定度评定

G1通常要求

G11测量不确定度分析是对决定误差来源和理解测试结果差异的一种有利工具.本附录给出了不

确定度评估的指南,但是方法仅供参考,除非由客户特殊指定。大多数产品标准都有基于研究多年产品

要求得到的允差,或者部分基于硬度测量时硬度计的性能。这些允差包含了硬度测量不确定度的贡献

,

但是因为硬度测量估计的不确定度来减小规定的允差是不合适的。换言之,当一个产品标准规定一项

的硬度应高于或低于某一特定值,这应当解释为简单地规定了计算硬度值应满足这个要求,除非在产品

标准中有特殊声明.然而,对于一些特殊情况,减小由测量不确定度带来的允差也许是合适的,这只能

通过双方协商解决。

G,12本附录定义的不确定度只考虑硬度计与标准硬度块(CRM)相关测量的不确定度.这些不确定

度反映了所有分量不确定度的组合影响。由于本方法要求硬度计的各个独立部件均在其允许偏差范围

内正常工作,故强烈建议在硬度计通过直接检定一年内采用本方法计算。

G13图G,1给出了用于定义和区分各硬度标尺的四级的计量朔源链的结构图。朔源链起始于用于

定义国际比对的各硬度标尺的国际基准。一定数量的国家基准一基础标准硬度计“定值”校准实验窒用

基础参考硬度块。当然,基础标准硬度计应当在尽可能高的准确度下进行直接标定和校准。

国际基谁

国家基淮

佼准水平

GB/T2302

用户水平

硬度试验

GB/T2301

间接校准

直接校准

注;图G1的左侧表示通过校准层级(即国家,校准和用户)中每个级别的单个校准链进行的溯源性路径,包括标准块

的校准和洛氏硬度试验机的间接检定.基础标准硬度计(国家级)用于校准基础标准硬度块,基础标准硬度块用

于校准校准用硬度计(校准级),校准用硬度计用于校准标准硬度块,标准硬度块用于校准硬度计(用户级),

图G1校准链

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GB/T230⒈-2018

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勿HcRM~~由于硬度计测量重复性的欠缺和标准硬度块不均匀性合成的测量不确定度的分量,当测

量标准硬度块时硬度测量平均值的标准偏差;

么m息

——硬度计在测量标准硬度块时分辨率带来的测量不确定度分量.

测量结杲分别用式(G3)和式(G4)来表示:

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¨¨¨¨¨⋯¨¨¨⋯⋯⋯⋯(G4)

取决于偏差a是否被认为是不确定度平均值的-部分。

当用方法M1时,包含Rss周期相应于b值的额外不确定度分量也可能是合适的。尤其是发生以

下几种情况时:

——在对硬度计进行校准时

,被测硬度与硬度块的水平明显不同;

——硬度计的偏差值在整个校准范围变化很大

;

——被测材料与硬度计校准时所用硬度块的材料明显不同

;

——硬度计日常检查时的再现性变化明显。

G43没有偏差的步骤(方法M2)

作为方法M1的替代方法,方法M2可以在有些情况下使用。方法M2是一种不考虑硬度计任何

系统偏差大小的简化方法,然而,方法M2也经常过度评估真实的测量不确定度。

Lr的测定步骤在表G2中给出.

方法M2仅对硬度计通过按照GB/T2302-2o12的间接校准(即ΔHHTNlm诬=乙|+σHTxl)才有

效。而不是当测定偏差的最大允许偏差的符合性时只考虑偏差。

对于M2方法,偏差极限(硬度计的读数与标准硬度块的允许差的最大正值,在GB/T2302—⒛12

中定义不确定度的一个分量乙E)。考虑到偏差极限,对硬度值没有修正。

对于单次硬度测量的合成扩展不确定度依据式(G5)进行计算:

σ=乃×√t弘+笏智‘+乙E

⋯⋯⋯⋯¨¨⋯⋯⋯⋯(G5)

式中:

∝H——由于硬度计测量重复性的欠缺带来的测量不确定度分量

;

么m9——硬度计在测量标准硬度块时分辨率带来的测量不确定度分量

;

乙E——在GⅣT2302-2012中规定的偏差的最大允许偏差,测量结果表示为

:

X=￡±U

¨¨¨⋯¨⋯⋯⋯⋯⋯(G6)

G5硬度测最结果的表示

当报告硬度测量结杲时,应注明用于评估不确定度的方法。

示例:用一个硬度计对一个样品进行了一单次C标尺的硬度测试,=,

单一硬度测量值￡:J=605HRC

硬度计的分辨率ams:a灬=o1HRC

上次间接校准的硬度计的测量偏差b和利用XcRM=6282HRC的标准硬度块的偏差不确定度

UH仰。间接校准的硬度块的硬度值尽可能接近待测样品的硬度。

硬度计的测量偏差a:

乙=—o72HRc

硬度计测量偏差的不确定度1JHTM:LrHTM=0,66HRC

测定硬度计重复性的欠缺,实验室选取与待测样品的硬度类似的标准硬度块进行5次HRC的测

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GB/T230,1-2018

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