布氏硬度测量结果不确定度的评定.doc

金属硬度测量结果不确定度的评定1 被测对象 —2002金属布氏硬度国家标准要求的金属材料硬度试样 使用HB－3000型布氏硬度计，检定证书给出Urel=0.68% K=2 2 引用文献 JJF 1059—1999 测量不确定度评定与表示 JJG 147—1991 标准布氏硬度金属氏硬度—2002，在20℃±2℃环境条件下，借助检定合格的HB—3000型布氏硬度计和（53×15）mm读数显微镜，加载条件为选用压头直径为D=5mm的硬质合金球，试验力为7355N（0.102×F/D2=30）,保荷时间为15秒，对两种硬度值水平的硬度试样，各测20个点，各得到一个测量列，结果见下表1。 表1 不同检测人员连续测量五次所得结果HBW值 检测人员 第一人 第二人 测定次数 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 高B1样HBW5/750 （HB值） 325 325 317 321 315 311 323 319 311 321 低B2样HBW5/750 （HB值） 161 165 165 164 167 165 161 163 164 164 检测人员 第三人 第四人 测定次数 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 高B1样HBW5/750 （HB值） 313 311 311 315 325 321 323 321 311 313 低B3样HBW5/750 （HB值） 166 167 165 161 163 164 163 161 164 167 6 评定结果的使用 在室温条件下测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。 7 数学模型 （1） 本评定在此岗位操作的四位检测人员，按GB/T 231.1—2002标准规定的方法，硬质合金的直径为5mm，试验力为7355N（0.102×F/D2=30）,保荷时间为10～15秒，分别对满足标准的（B1 B2）两类试样进行重复测定五次，结果见表1： 计算公式如下： 布氏硬度总平均值： = 每一组测量标准差： S＝ 测量过程稳定，对样本标准偏差进行合并： 测试结果是观测列HBi中的任一次值，所以该标准不确定度分量为： ，＝Sp 表2 统计计算结果 统计结果 B1 B2 总平均值 318 164 试验标准差Sp 5.38 2.13 人员重复性试验 5.38 2.13 8.2硬度试验机所引入的不确定度分量uE 根据JJG 150－2005 其示值最大允许误差和示值重复性符合表3。 表3 硬度计示值最大允许误差和示值重复性（JJG 150－2005） 硬度范围 （HBW） 示值最大允许误差 示值重复性 ≤125 ±3 ≤3.5 125＜HBW≤225 ±2.5 ≤3 ＞225 ±2 ≤2.5 示值重复性最大允许差可以看作为重复性限。采用B类方法进行评定 所以对于B1试样：硬度值水平示值重复性≤2.5% uE= 所以对于B2试样：硬度值水平示值重复性≤3% uE= 8.3布氏硬度标准块引入的不确定度分量uCRM 在检定硬度试验机时，布氏硬度标准块所引起的标准不确定度分量也会传递到测试结果中，国家计量部门给出了所使用标准块的扩展不确定度：337HBW5/750 urel=0.7% ； 199 HBW5/750 urel=0.7% K=2 所引入的不确定度分量uCRM（HB）＝＝＝0.35% 所以对于B1试样：uCRM=337X0.35%=1.18 所以对于B2试样：uCRM=164X0.35%=0.57 8.4压痕测量分辨力引起的标准不确定度分项 式中： —灵敏系数； —分辨力。 由 式中: HB —硬度值； D － 压头钢球直径 ，mm； d － 压痕直径 ，mm。 已知压痕测量装置能分辨压痕直径的 0.5% 对于B1试样：D = 5 mm； d = 1.708 mm； ms = 0.0085mm； = 372.36 ums=3.17 对于B2试样：D = 5 mm d = 2.345 mm； ms =0.0117mm； = 148.96 ums=1.74 8.5用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项 的评定 表4. 布氏硬度实测值 HBW 硬度值水平 1 2 3 4 5 平均值 337 HBW 339 339 339 341 341 339.8 202 HBW 203 203 204