王先偉 楊春亮

遼寧省交通高等?？茖W(xué)校 遼寧 沈陽 110122

1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法

洛氏硬度測試的基本原理是將特定尺寸、形狀和材料的壓頭按規(guī)定分兩級試驗(yàn)力壓入試樣表面，初試驗(yàn)力加載后，測量初始壓痕深度。隨后施加主試驗(yàn)力，在卸除主試驗(yàn)力后保持初試驗(yàn)力時測量最終壓痕深度，洛氏硬度根據(jù)最終壓痕深度和初始壓痕深度的差值及常數(shù)通過公式計(jì)算給出[1]。

試驗(yàn)材料為32.5HRC±1.5HRC的標(biāo)準(zhǔn)金屬塊標(biāo)準(zhǔn)硬度塊，表面平整程度及粗糙度等質(zhì)量符合《金屬材料 洛氏硬度試驗(yàn) 第1部分：試驗(yàn)方法》（GB/T 230.1-2018）的要求。依據(jù)《金屬洛氏硬度計(jì)（A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，K，N，T標(biāo)尺）》（JJG 112-2013）及試驗(yàn)方法的要求進(jìn)行洛氏硬度測試。硬度計(jì)采用R(D)150A1型洛氏硬度計(jì)（分辨力為0.5HRC），且硬度計(jì)經(jīng)過國家相關(guān)計(jì)量部門檢定校準(zhǔn)。硬度計(jì)最大允許誤差和示值重復(fù)性如表1所示：

表1 硬度計(jì)（C標(biāo)尺）示值最大允許誤差和示值重復(fù)性

為消除溫度對測試結(jié)果產(chǎn)生的影響，測試工作在溫度22℃±1℃，相對濕度52%的試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。

2 建立數(shù)學(xué)模型

試中：y為被測硬度塊硬度讀出值；

x為被測硬度塊硬度測量值。

3 洛氏硬度試驗(yàn)測量的不確定度來源分析

4 硬度標(biāo)準(zhǔn)塊獨(dú)立重復(fù)性試驗(yàn)的檢測結(jié)果

硬度塊獨(dú)立重復(fù)性試驗(yàn)檢測結(jié)果如表2所示

表2 硬度塊獨(dú)立重復(fù)性試驗(yàn)檢測結(jié)果

5 各分量引入的不確定度計(jì)算

硬度計(jì)示值不均勻度最大允值可以看作儀器重復(fù)性極限,根據(jù)JJG 112-2013洛氏硬度計(jì)的示值重復(fù)性≤0.02（100-）或0.8HRC。32.5HRC硬度值水平：不均勻度最大允許值為0.02×（100-32.5）=1.4HRC

用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的均勻度來評定,按矩形分布考慮32.5 HRC 硬度值水平：

硬度計(jì)測量系統(tǒng)分辨力為0.5 HRC，引起的不確定度按半寬,并按矩形分布考慮,則測量系統(tǒng)的分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：

按照GB/T230.1-2018標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定HRC值的修約間隔為0.5HRC，其半寬區(qū)間為0.25，此分布為均勻分布,包含因子，不確定度：

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的評定

各分量不確定度互不相關(guān)，所有靈敏系數(shù)為1,則合成不確定度：

7 擴(kuò)展不確定度的評定

8 測量不確定度的報(bào)告與表示

硬度計(jì)測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度對32.5 HRC標(biāo)準(zhǔn)硬度塊為=32.5±1.076HRC，k=2。

9 結(jié)論

通過對32.5HRC±1.5HRC標(biāo)準(zhǔn)硬度塊進(jìn)行洛氏硬度測試結(jié)果的不確定度評定，并結(jié)合洛氏硬度計(jì)的實(shí)際情況，可以看出影響洛氏硬度測試結(jié)果的最大不確定度分量來源于硬度計(jì)允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。因此在金屬洛氏硬度測試時，應(yīng)優(yōu)先選用性能穩(wěn)定、允許誤差較小的硬度計(jì)來完成測試，以此來有效提高金屬硬度試驗(yàn)的準(zhǔn)確度。