astm与计量检定规程关于硬度块检定方法的比较分析

ASTM与计量检定规程关于硬度块检定方法的比较分析计测技术经验与体会51ASTM与计量检定规程关于硬度块检定方法的比较分析李金颖,石伟,陶继增中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095摘要针对硬度块的检定和结果处理,对采用美标ASTM和检定规程两种规程的校准进行了比较和分析,阐明了二者之间的异同关键词ASTM检定规程检定方法硬度均匀度比较与分析中图分类号TB9382TH8715文献标识码B文章编号16745795201105005102O引言传统的硬度计量检定使用的标准都是国家颁布的计量检定规程近5年来,西安飞机集团有限公司,沈阳黎明航空发动机有限责任公司,上海飞机制造有限责任公司等飞机制造企业,由于承包波音,空客等飞机零部件的加工项目,外方要求必须按美标ASTM来进行校准作为国防一级计量机构,我们承接的按美标校准的任务越来越重,同时也接到很多咨询电话,结果显示,许多人对美标都不甚了解,对校准方法和后续处理比较模糊,有必要详细介绍一下跟计量检定规程一样,ASTM也把校准内容分成两部分内容硬度计的校准和硬度块的校准由于涉及布氏,洛氏,维氏,表面洛氏简称表洛,显微,努氏等多个硬度种类,内容繁多,在此我们只对以上六种硬度试验方法中硬度块的校准方法作一比较和分析除外观检查之外,计量检定规程中硬度块的主要检定项目有硬度,均匀度非首检的还有稳定性,并出具检定证书在美标中校准的主要项目有压痕直径,硬度,对角线偏差同时需要考查公差,计算不确定度,出具校准证书1显微硬度块,努氏硬度块和维氏硬度块的校准11依据标准显微硬度,努氏硬度,维氏硬度从试验原理和方法来说是一致的显微硬度可以归结为维氏硬度的一种,二者所用压头一致,都为两相对面夹角为136收稿日期I20110616收修改稿日期20110826作者简介李金颖1979一,女,工程师,主要从事硬度计量及测试研究工作的正四棱椎体金刚石压头不同之处在于显微硬度所用试验力较小,一般在98N以下,维氏硬度的试验力一般在49O3N以上努氏硬度与二者的差别在于所用的压头不同,努氏硬度使用两长棱夹角为17230的金刚石长棱形压头,其常用试验力范围与显微硬度基本一致,均属于微小负荷显微硬度和维氏硬度使用同一计量检定规程,努氏硬度则另有规程ASTM更新频繁,以上所提的三种硬度试验均使用同一版本,现行有效版本是ASTME38410E2该标准把维氏硬度块和硬度计的校准也包含在内,所以现在显微和维氏ASTM依据的是同一标准在该标准的附录2中明确规定了对标准块的要求,如硬度块的厚度,退磁处理,垂直度,平行度,重新抛光研磨后的硬度块不准使用等除这些物理性能外,关于硬度块的校准和后续处理也做了相关要求,见表1,均匀度的要求见表2表1ASTM与计量检定规程比较计量检定项目ASTM要求规程要求校准点数不少于5点,按区域均匀分布5点均匀性计算方法以压痕对角线计算以硬度值计算标识位置非工作面工作面样品编号,硬度值,制造商,校样品编号,硬标识内容准机构度值全部压痕的直径及其算术平均值,证书报告内容相应硬度值,区域对角线偏差,硬度值,均匀度均匀度,不确定度12校准和后续处理ASTM要求显微硬度块最少校准5点之前的版本中要求至少25点,一点在中心,其余四点分布52经验与体会2011年第31卷第5期表2ASFM与检定规程显微硬度块均匀度的要求比较ASL,M要求计量检定规程要求LGI1O0GP500GP50GP200GP1000500G1000G200G5000G0HV1VL00HV225HV100时,240_寸,240时,60时,6OL2L2O7240HV240HV225H,600时,60时,时,4O4O3OHV600HV600LL寸3F时,20在四个象的Q1心ASTM巾均匀度以对角线平均值米考查,这与检定规程中以硬度值来考查不同在ASIM中硬度块的均匀度定义为所有压痕对角线长度的最大值与最小值之差除以所有压痕对角线长度的平均值而计量检定规程定义为硬度块上5个不同区域的硬度值之极差除以5点硬度值的平均值标识的处婵也不同,汁量检定检规巾标识刻在标准块的非工作而上,包括编号和硬度值,考虑到显微硬度块尺寸都比较小,不便于硬度值复检中更改,所以也可不刻硬度值而只刻编号ASTM要求在二作面刻制造商或标准块厚度,我们的处理方法是刻制造商的英文简称硬度块编号,校准单位的英文缩写,硬度值分别刻在I个侧面ASTM在证书报告中要求有以下内容所有痕的直径,全部压痕的算术平均值和相应的硬度值,这里的硬度值不应是5点硬度的平均值,而应是川5点压痕的算术平均值计算的硬度值,这也是ASTM与计量检定规程的不同之处ASTM强调压痕A径,计量检定规程强调硬度值二者所要求的技术指标也不同,根据维氏硬度测量分项不确定度的灵敏系数即以前的误差传递公式中的传递系数AHV/HV2AD/D,所以以硬度值为指标的均匀度是以对角线为指标的均匀度的2倍在JJG1481991巾对微维氏标准块的均匀度要求较严格,但均匀度指标与工作基准机的不确定度相近,这样判断均匀度的合格与否可靠性较小,因此在JJG1482006中对均匀度指标做了改动,修改后的均匀度要求基本与ISO要求一致,唯一不同的是对HVO05HV02范围内的均匀度要求为60,而ISO要求8,这里主要考虑的是我国生产的硬度块可以达到6,且T作基准机的不确定度远小于6,没有必要放宽到82洛氏硬度块和表洛硬度块的校准洛氏和表洛硬度块的校准目前使片J的美标版本足ASTMEL808B洛氏和表洛测量的足压痕深度,ASTM和计量检定规程要求一致,均考仓硬度值和均匀度二者校准数均为5点,不同的是对使川的头要求不同美标要求使用碳化钨材质的球,例如洛氏HRB和表洛HRT标尺均要求使川径为15875IIIH1的碳化钨压头,计量检定规程巾未埘此做特殊要求,使用钢球压头即可洛氏HRA,HRB干表洛HRN均使用金刚石压头硬度块的后续处理是作面边缘刻硬度块制造商英义简称,侧面分别刻硬度块编号,硬度值,公差,检定机构英义缩写ASTM与计量检定规程巾对均匀度的要求也同,计量检定规程均匀度要求更严格,应注意不要超差3布氏硬度块的校准布氏硬度块校准中使用的美标版本是ASTMEL008A,检定5点,ASTM与计量检定规程在压头的材质上要求一致,均要求使HJ碳化钨压头与其他标准一致,布氏硬度块计量检定规程也要求报告中最后出具的是硬度值,均匀度以硬度值来计算而ASTM要求给出一个参考测量点,我们的处理是在硬度块用刻字笔标识出测量点,并在证书中标明,同时给出硬度块的厚度4结束语ASTM与计量检定规程不尽相同,二者在技术指标要求上有一定程度的差异在实际T作中应了以区分和重视,并应随时关注版本的更新,注意跟进和掌握参考文献1ASTMCOMMITTEEE28STARELARDTESTMETHODSTORROCKWELLHARDNESSANDROCKWELLSUPERFICIALHARDNESSOFMETALLICMATERIALSS20092ASTMCOMMITTEEE04STANDARDTESTMETHODSFIRMICROINDENTATIONHARDNESSOFMATERIALSS20103JASTMCOMMITTEEE28STANDARDTESTME